Молекулярная физика и термодинамика. Ч.1. Косенко Г.И - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ОмГУ | Омск

Составители: 

Рубрика: 

15
Сосуд (5) помещен в емкость с водой (7), которая играет роль
термостата. Внутри стакана (7) расположен нагревательный элемент (8).
Это позволяет менять температуру исследуемой жидкости в сосуде (5).
Для измерения температуры служит термометр (9).
Значения коэффициента поверхностного натяжения для воды
при различных температурах (10
-3
Н/м)
t° C 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
σ 74.0 73.8 73.7 73.5 73.4 73.3 73.1 73.0 72.8 72.7
t° C 20 21 22 23 24 25 30 35 40 45
σ 72.5 72.4 72.2 72.0 71.9 71.8 71.03 70.29 69.54 68.6
t° C 50 55 60 65 70 75 80
σ 67.8 66.9 66.0 65.1 64.2 63.3 62.3
Порядок выполнения работы.
1. Установить оттянутый конец трубки (6) так, чтобы он только
касался поверхности жидкости, в противном случае кроме разности дав-
лений ∆P= P
атм
–P
c
возникает дополнительное давление столба жидко-
сти, которое не учитывается в конечной формуле. Приоткрыв затем
кран (3), проследите за образованием и отрывом пузырьков в сосуде (5).
2. Ознакомиться с работой наклонного манометра. Открывая или
прикрывая зажим (3), подобрать удобную для отсчетов скорость обра-
зования пузырьков. В момент разрыва пузырька определить наиболь-
шую длину перемещения
жидкости в колене (b) манометра (4).
3. Измерить температуру воды термометром (9). Вода в емкости (7)
и использованная для определения коэффициента поверхностного натя-
жения методом отрыва капель должна иметь одинаковую температуру, в
этом случае можно найти постоянную прибора Ребиндера по формуле
a
c
σ
= ,
где значение σ берется из задания 1.
4. Закрыть зажим (3) и, открыв зажим (1), включить нагреватель.
Подогрев
жидкость в системе на 10°C, повторить измерения. Проделать
опыт для 5–7 показаний термометра.
5. Пользуясь формулой (2), рассчитать коэффициент поверхност-
ного натяжения для других температур. Построить график зависимости
σ(T). Сравнить результат с данными, приведенными в таблице.
16
6. Оценить погрешность опыта.
Примечание. Во избежание перегрева жидкости в системе из-за
тепловой инерции нагреватель отключать при показаниях термометра
на 3–4°С ниже ранее намеченной температуры. После каждого измере-
ния необходимо открывать зажим (1).
Контрольные вопросы
1. Объясните природу сил поверхностного натяжения.
2. Что называется коэффициентом поверхностного натяжения? От
чего он зависит?
3. Когда возникает и чему равно добавочное давление? Чему рав-
но полное давление, если поверхность: плоская, вогнутая, выпуклая?
4. В чем сущность метода Ребиндера?
Лабораторная работа № 3
Определение коэффициента внутреннего трения методом Стокса
Цель работы – определение коэффициента внутреннего трения
или вязкости касторового масла и исследование температурной зависи-
мости вязкости.
Приборы и принадлежности: стеклянный цилиндр, заполненный
касторовым маслом, термостат, железные шарики, микроскоп, секундо-
мер.
Вязкостью, или внутренним трением, называется свойство всех ве-
ществ оказывать сопротивление деформации сдвига, пропорциональное
градиенту скорости. Возникновение сопротивления, обусловленного вяз-
костью жидкости, объясняется следующим образом. Представим себе две
пластинки, разделённые плоскопараллельным слоем жидкости (рис. 1).
Рис. 1 
      Сосуд (5) помещен в емкость с водой (7), которая играет роль                      6. Оценить погрешность опыта.
термостата. Внутри стакана (7) расположен нагревательный элемент (8).                   Примечание. Во избежание перегрева жидкости в системе из-за
Это позволяет менять температуру исследуемой жидкости в сосуде (5).               тепловой инерции нагреватель отключать при показаниях термометра
Для измерения температуры служит термометр (9).                                   на 3–4°С ниже ранее намеченной температуры. После каждого измере-
                                                                                  ния необходимо открывать зажим (1).
   Значения коэффициента поверхностного натяжения для воды
             при различных температурах (10-3 Н/м)                                                      Контрольные вопросы
 t° C     10     11     12     13     14     15     16      17      18      19          1. Объясните природу сил поверхностного натяжения.
 σ       74.0   73.8   73.7   73.5   73.4   73.3   73.1    73.0    72.8    72.7         2. Что называется коэффициентом поверхностного натяжения? От
                                                                                  чего он зависит?
 t° C     20     21     22     23     24     25     30      35      40      45
                                                                                        3. Когда возникает и чему равно добавочное давление? Чему рав-
 σ       72.5   72.4   72.2   72.0   71.9   71.8   71.03   70.29   69.54   68.6
                                                                                  но полное давление, если поверхность: плоская, вогнутая, выпуклая?
 t° C     50     55     60     65     70     75     80                                  4. В чем сущность метода Ребиндера?
 σ       67.8   66.9   66.0   65.1   64.2   63.3   62.3

        Порядок выполнения работы.                                                                    Лабораторная работа № 3
       1. Установить оттянутый конец трубки (6) так, чтобы он только              Определение коэффициента внутреннего трения методом Стокса
касался поверхности жидкости, в противном случае кроме разности дав-
лений ∆P= Pатм–Pc возникает дополнительное давление столба жидко-                       Цель работы – определение коэффициента внутреннего трения
сти, которое не учитывается в конечной формуле. Приоткрыв затем                   или вязкости касторового масла и исследование температурной зависи-
кран (3), проследите за образованием и отрывом пузырьков в сосуде (5).            мости вязкости.
       2. Ознакомиться с работой наклонного манометра. Открывая или                     Приборы и принадлежности: стеклянный цилиндр, заполненный
прикрывая зажим (3), подобрать удобную для отсчетов скорость обра-                касторовым маслом, термостат, железные шарики, микроскоп, секундо-
зования пузырьков. В момент разрыва пузырька определить наиболь-                  мер.
шую длину перемещения жидкости в колене (b) манометра (4).
       3. Измерить температуру воды термометром (9). Вода в емкости (7)                 Вязкостью, или внутренним трением, называется свойство всех ве-
и использованная для определения коэффициента поверхностного натя-                ществ оказывать сопротивление деформации сдвига, пропорциональное
жения методом отрыва капель должна иметь одинаковую температуру, в                градиенту скорости. Возникновение сопротивления, обусловленного вяз-
этом случае можно найти постоянную прибора Ребиндера по формуле                   костью жидкости, объясняется следующим образом. Представим себе две
                                     σ                                            пластинки, разделённые плоскопараллельным слоем жидкости (рис. 1).
                                 c= ,
                                     a
где значение σ берется из задания 1.
       4. Закрыть зажим (3) и, открыв зажим (1), включить нагреватель.
Подогрев жидкость в системе на 10°C, повторить измерения. Проделать
опыт для 5–7 показаний термометра.
       5. Пользуясь формулой (2), рассчитать коэффициент поверхност-
ного натяжения для других температур. Построить график зависимости
σ(T). Сравнить результат с данными, приведенными в таблице.
                                                                                                                 Рис. 1

                                       15                                                                          16

Страницы