Измерение коэффициента поверхностного натяжения жидкости

Цель работы

Определить коэффициент поверхностного натяжения воды и глицерина

Теоретическая часть работы

Высота подъема смачивающей жидкости в капилляре определяется поверхностным натяжением σ, плотностью жидкости ρ и радиусом капилляра r: , где g=9,8 м/с2 – ускорение свободного падения, D – диаметр капилляра.

Из этого выражения следует, что для определения поверхностного натяжения смачивающей жидкости необходимо измерить высоту подъема жидкости известной плотности в капилляре известного диаметра. Подъем смачивающей жидкости можно пронаблюдать, опустив капилляр в жидкость (рис.1)

Чтобы измерить диаметр отверстия капилляра можно воспользоваться бумажным клином (рис. 2). Вдвинув клин в капилляр до упора, пометить границу соприкосновения. Диаметр клина на данном уровне можно принять за диаметр капилляра и измерить микрометром.

Оборудование

Капиллярная трубка, линейка, пробирки с водой и глицерином, линейка, линейка.

Ход работы

1. Измерьте диаметр капилляра с помощью клина и линейки.

2. Опустите конец капиллярной трубки в воду и измерьте высоту подъема воды.

3. Вычислите поверхностное натяжение воды по формуле:

4. Повторите п.2,3 для глицерина.

 

Таблица Результаты измерений и вычислений

Жидкость Высота подъема h,м Плотность жидкости ρ, кг/м3 Диаметр капилляра D, м Поверхностное натяжение Абсолютная погрешность Δσ,Н/м Относительная погрешность,ε,%
табличное значение σ,Н/м вычисленное значение σ, Н/м
Вода Глицерин              

Вычисления

1. Поверхностное натяжение жидкости:

σводы=

σглицерина=

2. Решить задачу: иногда полагают, что вода из корневой системы растений поднимается вверх за счет капиллярного эффекта. Учитывая, что диаметр капилляров в стволе не меньше 0,1 мм, рассчитайте высоту капиллярного подъема и убедитесь, что это не обеспечит реального подъема воды даже в травах, не говоря уже о деревьях. В действительности влага поднимается за счет осмотического давления (внутреннее давление, необходимое для проникновения воды в древесину до достижения равновесия).

 

Вывод

Записать ответы на вопросы полными предложениями:

1. Почему молекулы поверхностного слоя обладают большей потенциальной энергией, чем молекулы внутри жидкости?

2. Что называется силой поверхностного натяжения?

3. Что такое коэффициент поверхностного натяжения?

4. σизмерен= ….. –это значит….

5. От чего зависит коэффициент поверхностного натяжения жидкости?

6. Запишите определение явления смачивания.

7. Дайте определение капиллярных явлений.

8. Приведите примеры капиллярных явлений в природе.

9. Приведите примеры применения и учета капиллярных явлений человеком.


 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 10