Молекулярная физика и термодинамика. Ч.1. Косенко Г.И - 7 стр.

       3. Заменить большой стакан взвешенным малым и отсчитать 40–       ного сечения правого (a) и левого (b) колена. При изменении давления
50 капель.                                                               на поверхности жидкости происходит переход жидкости объемом V из
       4. Определить массу одной капли. Для этого поместить малый        одного колена в другое. Этот объем можно найти: ha ⋅ S a = hb ⋅ S b , где ha
стакан с жидкостью на чашку аналитических весов и определить массу       и hb , Sa и Sb высоты и поперечные сечения колен манометра (a) и (b),
M малого стакана с водой. Масса капли находится по формуле
                                                                         соответственно.
                                  M −m                                          Из этих формул видно, что если взять сечения трубок, отличаю-
                             mx =       ,
                                    n                                    щиеся в несколько раз, то изменением высоты жидкости в широком со-
где n – количество капель.                                               суде можно пренебречь. Тогда высота подъема или опускания жидкости
       5. По формуле (1) вычислить коэффициент поверхностного натя-      в узком колене будет соответствовать разности давлений Pс внутри сис-
жения воды.                                                              темы и атмосферного. Для увеличения чувствительности левое колено с
       6. Измерить температуру жидкости в малом стакане, при которой     меньшим сечением расположено под углом к вертикали. При опускании
определялся коэффициент поверхностного натяжения воды.                   жидкости в левом колене на высоту h столбик жидкости пробегает рас-
       7. Оформить результаты измерения и определить погрешность         стояние a, которое можно определить как
опыта, повторив опыт не менее пяти раз.                                                                            h
                                                                                                             a=       ,
                                                                                                                 cosα
      Задание 2. Определение коэффициента поверхностного натяже-
                                                                         где α – угол наклона колена манометра.
ния на приборе Ребиндера.
                                                                                По мере вытекания воды из сосуда (2) (при закрытом верхнем за-
                                                                         жиме) давление Pс в сосуде (5) понижается. Возникает избыточное дав-
                                                                         ление ∆P=Pатм–Pc, где Pатм – атмосферное давление. За счет этого избы-
                                                                         точного давления выдувается пузырек. Он растет до тех пор, пока сила
                                                                         избыточного давления ∆P·S не уравновесится силой поверхностного на-
                                                                         тяжения (которая является постоянной при данной температуре жидко-
                                                                         сти) в капилляре. Тогда
                                                                                      σ ⋅l
                                                                                 ∆P =      , где l = 2πR и S = πR 2 .
                                                                                        S
                                                                                При дальнейшем росте пузырька F <∆P⋅S пузырек отрывается и
                                                                         поднимается на поверхность. Вводя коэффициент пропорциональности
                                                                         k для манометра, запишем
                                Рис. 2                                                               σ ⋅l                   ka ⋅ πR 2 kR
                                                                                    ∆P = k ⋅ a , или      = ka , отсюда σ =          =   ⋅a .
                                                                                                      S                       2πR      2
      Прибор Ребиндера (рис. 2) служит для определения коэффициен-              Коэффициент пропорциональности зависит от рода жидкости в
та поверхностного натяжения жидкости. Исследуемая жидкость поме-         манометре и угла наклона α левого колена. Поскольку в установке
щается в сосуд (5), в который впаяна трубка (6) с оттянутым концом,      жидкость и капилляр не меняются в процессе выполнения работы, мож-
касающаяся поверхности жидкости. При закрытом кране (1) и открытом       но записать просто:
кране (3) за счет вытекания жидкости из сосуда (2) в системе создается                                      σ = c⋅a                               (2)
разрежение. Атмосферное давление в трубке (6) становится больше, чем            Коэффициент c называется постоянной прибора Ребиндера. Он
давление Pс в сосуде (5). Манометр (4) показывает величину разности      находится опытным путем.
этих давлений. Для удобства работы манометр выполнен из трубок раз-

                                 13                                                                          14