Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Методические указания.



Наблюдая за отрывом капли жидкости от вертикальной узкой трубки, можно определить коэффициент s поверхностного н атяжения жидкости.

Коэффициент поверхностного натяжения численно равен силе поверхностного натяжения, действующей на единицу длины границы свободной поверхности жидкости:

(1)

где l – длина участка контура, на который действует сила F (см. рис. 3 лаб. раб. № 207, а также небольшое теоретическое введение об энергии поверхностного слоя и поверхностном натяжении жидкостей).

Рассмотрим, как растет капля жидкости при выходе из узкой трубки. Размер капли постепенно нарастает, но отрывается она только тогда, когда достигает определенного размера (см. рис. 1 а).

а b c

Рис. 1.

Пока капля недостаточно велика, силы поверхностного натяжения достаточны, чтобы противостоять силе тяжести и предотвратить отрыв. Перед отрывом образуется сужение – шейка капли (рис. 1 b). Пока капля удерживается на конце капиллярной трубки, на нее будут действовать силы: сила тяжести , направленная вертикально вниз и стремящаяся оторвать каплю (рис. 2); силы поверхностного натяжения , направленные по касательной к поверхности жидкости и перпендикулярно контуру l шейки капли.

Рис. 2.

Эти силы стремятся удержать каплю. Результирующая сила поверхностного натяжения направлена вверх и равна

(2)

где l – длина контура шейки капли. Когда сила тяжести станет равна силе поверхностного натяжения произойдет отрыв капли:

Для модулей сил:

(3)

С учетом (2) запишем:

Так как длина контура шейки капли

где d – диаметр шейки капли, следова тельно

откуда

(4)

Масса одной капли

где r - плотность жидкости (для воды r = 1000 кг/м3), Vк – объем одной капли.

Если посчитать, сколько капель вытечет из капиллярной трубки в мерный стакан, и измерить их объем V, то можно найти объем одной капли:

Тогда коэффициент поверхностного натяжения можно рассчитать по формуле:

(5)

Формула (5) является рабочей расчетной формулой.

Для расчета s по формуле (5) необходимо во время измерения следить за чистотой капилляра и воды. Кроме того, коэффициент поверхностного натяжения s зависит от температуры исследуемой жидкости: с ростом температуры он уменьшается. При комнатной температуре 20 °С табличное значение коэффициента s для дистиллированной воды sтабл = 72,5×10-3 Н/м.

Контрольные вопросы

1.Расскажите о явлении поверхностног о натяжения жидкостей.

2.От чего зависит коэффициент поверхностного натяжения жидкостей?

3.Сделать выводы

 


 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.