лаб.14 определение коэффициента поверхностного натяжения

Лабораторная работа № 14
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ
ВОДЫ МЕТОДОМ ОТРЫВА КОЛЬЦА
Выполнил студент гр. _____________
Ф.И.О _________________
Проверил ________________________
дата ___________________
Цель работы: измерить коэффициент поверхностного натяжения воды при
комнатной температуре.
Выполнение работы.
1. Штангенциркулем измерить наружный D1 и внутренний D2 диаметры кольца в
пяти местах. Данные занести в таблицу 1.
2. Подвесить кольцо к пружине.
3. Определить по шкале положение n0 верхней части
чашки 2 над кольцом в ненагруженном состоянии
(F=0). Смотреть на шкалу нужно так, чтобы передний
верх чашки совпал с задним. Об этом не следует
забывать до конца эксперимента.
4. Взять одну гирьку (цифры на каждой гирьке
Рис.1
указаны в миллиграммах), поместить в центр чашки 2
и определить по шкале положение n1 ее верхнего края.
5. Увеличивая нагрузку F (последовательно добавляя по одной гирьке, не
забывайте подсчитывать каждый раз общую сумму нагрузки в миллиграммах),
определять по шкале положение n верхнего края чашки 2. Данные измерений
занести в табл. 2.
6. Снять все гирьки с чашки.
7. Поднимать сосуд 4 с водой до тех пор, пока поверхность
воды не коснется нижнего края кольца. Следить за тем,
чтобы этот край только смачивался, но не опускался вглубь
воды. Затем, медленно и равномерно опуская сосуд,
уловить равновесие (система находится в покое) перед
отрывом кольца и заметить по шкале положение nн
верхнего края чашки. Измерения проделать не менее 5 раз и
Рис. 2
найти среднее арифметическое значение nн . Данные
занести в таблицу 1.
8. Осторожно снять кольцо с пружины и положить на
установку.
9. Построить график градуировки пружины n  F  ,
принимая за начало координат значение n0 . Вид графика
представлен на рис.3.
10. Зная растяжение пружины nн под действием силы
Рис.3
поверхностного натяжения, по построенному графику
определить ее значение Fн в миллиграммах, а затем перевести в Ньютоны.
11. Вычислить в СИ коэффициент поверхностного натяжения воды
Fн

.
  D1  D2 
Таблица 1
Номер
D1, м D2, м nн
опыта
1
2
3
4
5
Среднее
значение
Таблица 2
m, мг
F = mg, Н
n
FH, H =
, Н/м =
Контрольные вопросы.
1. Как объяснить стремление жидкости сократить свою свободную поверхность?
2. На что затрачивается работа при увеличении поверхности жидкости?
3. Дать два определения коэффициента поверхностного натяжения. Единицы его
измерения.
4. Вывести расчетную формулу коэффициента поверхностного натяжения.
5. Как направлена сила поверхностного натяжения в момент отрыва кольца?
6. Как и от чего зависят силы молекулярного взаимодействия и коэффициент
поверхностного натяжения?
7. Можно ли определить коэффициент поверхностного натяжения методом
отрыва кольца, если жидкость не смачивает кольцо?
Литература.
1. Савельев И.В. Курс физики. Т.1 - М., Наука, 1989. 352 с. Пар. 92,93,94.