Лабораторная работа. Измерение поверхностного натяжения воды методом отрыва капель

 Измерение поверхностного натяжения воды методом отрыва капель

Поверхностное натяжение определяется отношением модуля силы F поверхностного натяжения ,действующей на границу поверхностного слоя жидкости , к длине этой границы l :

 Поверхностное натяжение жидкости  зависит от природы граничных сред и температуры жидкости.

 В данной работе поверхностное натяжение воды необходимо измерить методом отрыва капель.

 Для измерения натяжения  собирают установку (см. рис. 1).В лапке штатива закрепляют воронку, на которую одета резиновая трубка, соединенная с краном и стеклянным наконечником. В воронку наливают дистиллированную воду и с помощью крана регулируют ее вытекание так, чтобы вода отдельными каплями падала в подставленный стакан.

Рис. 1.

 В момент отрыва капли модуль силы поверхностного натяжения F равен модулю силы тяжести , действующей на каплю массой m:

или

 Отсюда

 Для повышения точности измеряют массу n капель и вычисления ведут по формуле

где М – масса вылившейся воды, g – модуль ускорения свободного падения, n – число капель воды, D – внутренний диаметр стеклянной трубки-наконечника.

Выполнения работы:

Оборудование: весы учебные со штативом; разновес; штангенциркуль; измерительный клин; штатив с муфтой и лапкой; колба коническая; стакан; воронка; кран стеклянный с наконечником; вода дистиллированная.

1.Подготовте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

2.Собирите установку (см. рис. 1).

3.С помощью штангенциркуля и измерительного клина измерьте внутренний диаметр трубки наконечника.

4.Измерьте массу пустого стакана с точностью до 0,01г.

5.Закройте кран и налейте в воронку дистиллированную воду. Подставьте под трубку колбу и постепенно открывая кран добейтесь, чтобы вода из трубки вытекала отдельными каплями с частотой 30-40 капель в минуту. В этом случае можно считать, что отрывание капель происходит только под действием силы тяжести.

6.Подстаьте под трубку пустой стакан, и, отсчитав 80-100 капель, отодвиньте его.

7.Вторично взвесьте стакан и вычислите массу вылившейся воды.

8.Вычислите поверхностное натяжение воды по формуле:

9.Вычислите относительную и абсолютную погрешности измерений по формулам:

,                  

10.Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу.

Контрольные вопросы:

1.Как пояснить существование поверхностного натяжения жидкости?

2.Почему в работе использовали дистиллированную воду?

3.Какая из измеряемых в работе величин больше всего влияет на относительную погрешность?