Контрольные вопросы.

1. Что называется коэффициентом поверхностного натяжения жидкости?

2. Какова размерность этой величины?

3. Укажите возможные причины погрешностей определения  в данной работе.

4. Оцените размеры капель воды, которые висят на потолке в бане.

5. Оцените методом размерностей частоту пульсаций маленькой капли жидкости, вызванных деформацией этой капли. Считайте известными плотность жидкости, ее коэффициент поверхностного натяжения и радиус капли.

Работа № 33 определениекоэффициента поверхностного натяжения жидкости по высоте поднятия в капиллярах

Приборы и принадлежности: катетометр, кювета для жидкости с капиллярными трубками разного диаметра.

Цель работы: определить коэффициент поверхностного натяжения жидкости по высоте подъема жидкости в капиллярах.

Методика измерений и описание катетометра

Катетометр служит для измерения вертикальных расстояний на недоступных для непосредственного измерения объектах. Измерительная каретка 1, несущая на себе измерительный микроскоп 4 и зрительную трубу 5, перемещается по колонке на роликах, грубое перемещение измерительной каретки по вертикали осуществляется от руки при откреплённом винте 2, точное с помощью микрометрического винта 3 при закреплённом винте 2.

Ф окусировка трубы 5 на выбранную точку объекта производится вращением маховичка 6, грубая наводка осуществляется с помощью механического визира на тубусе зрительной трубы. В измерительной каретке смонтирован микроскоп с монтажной сеткой. Установка изображения сетки и штрихов шкалы на резкость по глазу производится окуляром микроскопа 4. В поле зрения измерительного микроскопа (Рис. 2) одновременно видны изображения двух штрихов миллиметровой шкалы, обозначенные крупными цифрами, и масштабной сетки. Индексом для отсчёта целых миллиметров служит нулевой биссектор десятых долей миллиметра. На рисунке 2 штрих «162» прошёл нулевой биссектор, а ближайший большой штрих ещё не дошёл до нулевого биссектора. Отсчёт будет равен 162 мм плюс отрезок от штриха «162» до нулевого биссектора. В этом отрезке число десятых долей миллиметра будет обозначено цифрой последнего, уже пройденного биссектора, в данном случае цифрой «2». Отсчёт сотых и тысячных долей миллиметра производится в горизонтальном направлении сетки там, где миллиметровый штрих шкалы будет расположен точно посередине биссектора. На рисунке миллиметровый штрих находится между четвёртым и пятым делением сетки, что соответствует 0,044 мм. Окончательный отсчёт будет 162,244 мм.

Порядок выполнения работы

• Используемые для работы капиллярные трубки должны быть хорошо промыты, просушены и с помощью измерительного микроскопа МИР-12 измерены диаметры капилляров.

• Затем трубки укрепляются в держателе, устанавливаются вертикально по отвесу и опускаются в кювету с исследуемой жидкостью (дистиллирован­ной водой) на глубину 10-15 мм. В таком положении трубки должны оставаться несколько минут ,чтобы стенки капилляров были хорошо смочены жидкостью и высота поднятия жидкости была максимальной. При этом необходимо обращать внимание на то чтобы в поднимающийся столбик жидкости не попадали воздушные пузырьки.

• Высота поднятия жидкости h измеряется катетометром. Прежде чем приступить к непосредственным измерениям, необходимо установить катетометр так, чтобы расстояния от капиллярных трубок до объектива зрительной трубы катетометра было равно 34-38 см. Имейте в виду, что изображения трубок в зрительной трубе и микроскопе перевернутые (Рис. 3).

• 

  Приподняв трубки (или опустив кювету с водой) так , чтобы концы трубок при этом остались в воде, можно перейти к непосредственным измерениям.

• Отметьте по шкале измерительного микроскопа значения L₁, L₂, L₃ положений уровня жидкости М в каждом из трех капилляров (Рис. 3). Разности этих значений равны разностям высот h подъёма жидкости в капиллярах. Измерения проделайте несколько раз, всякий раз опуская капилляры на несколько минут и снова приподнимая их как было указано выше.

• Записав формулу для высоты подъема жидкости в капилляре

(1)

для каждого из трех капилляров, найдем разности высот h_i – h_j:

(2),

здесь D = 2r – диаметр капилляра. Поскольку h_i – h_j = L_i – L_j, то из (2) получаем выражения для  :

Все величины, входящие в правые части этих формул вам известны (плотность воды при температуре опыта найдите по таблицам), тем самым вы определите и величину . Оцените также погрешность .