Практикум по курсу общей физики по специальности "Фармация". Миловидова С.Д - 37 стр.

UptoLike

Рубрика: 

37
Из формулы (11) видно , что, измерив высоту поднятия жидкости
и радиус капилляра, можно вычислить коэффициент поверхностного
натяжения жидкости по формуле :
.
2
ghr
ρ
α =
(11)
Однако измерить точно высоту поднятия жидкости в капилляре
трудно. Поэтому в работе используется метод компенсации разности
давлений . Если создать в капилляре над жидкостью избыточное давление,
то при некотором его значении р
изб.
уровень жидкости в капилляре
сравнивается с уровнем жидкости в стаканчике 2. Это избыточное
давление, которое можно измерить манометром , равно
,
,
gHp
мизб
ρ
=
где
м
ρ
- плотность жидкости в манометре, Н - разность высот в коленах
манометра .
Тогда коэффициент поверхностного натяжения жидкости
вычисляется по формуле:
2
gHr
м
ρ
α =
или
,
4
gHd
м
ρ
α =
(12)
где d - диаметр капилляра.
Выполнение работы
Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости
1. Капилляр 1 промывают дистиллированной водой , затем исследуемой
жидкостью и вставляют в трубку 3. Стакан с водой 4 с помощью
поворотного столика 6 опускается так, чтобы вода не заходила в
металлический цилиндр 9. Уровни жидкости в манометре 5 должны быть
одинаковы .
2. На столик 7 помещают стеклянный стаканчик 2 с исследуемой
жидкостью и закрепляют столик винтом 8 в таком положении, чтобы
капилляр был погружен в жидкость на 2-3 мм. При этом жидкость в
капилляре поднимется и установится на некоторой высоте.
3. Вращая столик 6, медленно поднимают стакан с водой 4, вода
заполняет объем металлического цилиндра 9 и в системе повышается
давление. В момент, когда уровень жидкости в капилляре 1 сравняется с
поверхностью исследуемой жидкости в стаканчике 2, производят отсчет Н
разности уровней по манометру 5. Очевидно, что в этот момент
компенсирующее давление станет равным дополнительному давлению
поверхностного слоя жидкости в капилляре.
Опыт необходимо повторить не менее пяти раз.. Радиус капилляра дается
преподавателем Плотность жидкости (спирта ) в манометре
м
=0,79 г/см
3
.
п/п
Н , мм
Н , мм α, дин/ см
∆α,
дин/ см
%100
α
α
1
2
Ср.
                                         37
И з формулы (11) видно, что, из мерив вы соту поднятия жидк ости
и ра диус к а пилляра, можно вы числить к оэ ффициент поверхностного
                                                     rρgh
на тяжения жидк ости по формуле:                α=          .                   (11)
                                                       2
        О днак о из мерить точно вы соту поднятия жидк ости в к а пилляре
трудно. П оэтому в ра боте использ уется метод к омпенса ции ра з ности
давлений. Е сли соз дать в к а пилляре на джидк остью из бы точное да вление,
то при нек отором его з начении риз б. уровень жидк ости в к а пилляре
сра внива ется с уровнем жидк ости в стак а нчик е 2. Э то из бы точное
давление, к оторое можно из мерить ма нометром, ра вно             pизб, = ρ м gH ,
где ρ м - плотность жидк ости в ма нометре, Н - ра з ность вы сот в к оленах
ма нометра .
        Т огда     к оэ ффициент поверхностного на тяжения жидк ости
вы числяется по формуле:
                                rρ gH                      dρ gH
                            α= м            или      α= м         ,              (12)
                                   2                          4
где d - диа метр к а пилляра .
                               В ыпо лнение рабо ты
    О предел ен ие коэф ф ициен т а пов ерхн ост н ого н а т яж ен ияж идкост и
1.      К а пилляр 1 промы ва ю тдистиллирова нной водой, з а тем исследуемой
жидк остью и вста вляю т в трубк у 3. С та к а н с водой 4 с помощ ью
поворотного столик а 6 опуск а ется та к , чтобы вода не з аходила в
мета ллическ ий цилиндр 9. У ровни жидк ости в ма нометре 5 должны бы ть
одинак овы .
2.      Н а столик 7 помещ а ю т стек лянны й ста к а нчик 2 с исследуемой
жидк остью и з а к репляю т столик винтом 8 в та к ом положении, чтобы
к а пилляр бы л погружен в жидк ость на 2-3 мм. П ри э том жидк ость в
к а пилляре поднимется и уста новится на нек оторой вы соте.
3.      В ра щ а я столик 6, медленно поднима ю т ста к а н с водой 4, вода
з а полняет объ ем мета ллическ ого цилиндра 9 и в системе повы ш а ется
давление. В момент, к огда уровень жидк ости в к а пилляре 1 сра вняется с
поверхностью исследуемой жидк ости в ста к а нчик е 2, произ водятотсчетН
ра з ности уровней по ма нометру 5. О чевидно, что в этот момент
к омпенсирую щ ее да вление ста нет равны м дополнительному давлению
поверхностного слоя жидк ости вк а пилляре.
О пы т необходимо повторить не менее пяти ра з.. Ра диус к а пилляра да ется
препода вателем П лотность жидк ости (спирта ) вма нометре ρ м =0,79 г/см3.
        №      Н , мм   ∆Н , мм α, дин/см         ∆α,     ∆α
       п/п
                                                              100%
                                                 дин/см    α
         1
         2
        …
       С р.