Ви є тут

Визначення поверхневого натягу рідини за допомогою динамометра ДПН

Визначення поверхневого натягу рідини за допомогою динамометра ДПН
Визначення поверхневого натягу рідини за допомогою динамометра ДПН

Мета роботи: визначити коефіцієнт поверхневого натягу рідини за допомого динамометра ДПН.
Обладнання: динамометр типу ДПН, штатив, вимірювальна лінійка, петлі різних розмірив, скляна чашка, підставка змінної висоти.

Теоретичні відомості:
На молекули, які знаходяться у поверхневому шарі рідини діють сили притягання інших молекул, які спрямовані всередину рідини. Для виходу молекули із внутрішніх шарів в поверхневий шар, необхідно виконання роботи проти дії молекулярних сил притягання. В результаті молекули в поверхневому шарі мають надлишок енергії. Ця енегрія називається вільною поверхневою енергією рідини
Поверхнева енергія у стані рівноваги рідини прагне до мінімуму, а вільна поверхня рідини прагне до скорочення.
З утворенням тонкої плівки шириною l (рис. 1) вздовж межі поверхні рідини діє сила поверхневого натягу F, яка дорівнює
F = 2σl

де σ - поверхневий натяг, а множник 2 взято тому, що плівка має дві поверхні.

Звідси σ = F/2l .
Модуль сили поверхневого натягу F вимірюють чутливим динамометром типу ДПН, а ширину плівки, яка дорівнює ширині дротяної петлі, - вимірюють лінійкою.
Динамометр типу ДПН (рис 2) складається з корпусу 3, всередині якого розміщена вимірювальна пружина 5, що має прямий кінець з відкритим гачком 7. Гачок призначений для з'єднання петлі 8 з вимірювальною пружиною динамометра.
Стрілка 6 призначена для відлічування показів по шкалі. Досліджувану рідину наливають у скляну чашку 9.
Для вимірювання поверхневого натягу дротяну петлю повністю занурюють у рідину, а потім її повільно виймають. При цьому на петлі утворюється плівка. Коли сила пружності пружини динамометра за модулем дорівнюватиме поверхневому натягу F, плівка розривається.
Хід роботи:

1. Вивчіть будову динамометра ДПН.
2. Приготуйте прилад до роботи. Для цього надіньте на відкритий гачок 7 петлю 8 (див. рис. 2). Притримуючи установочний гвинт 1, відкрутіть стопорний гвинт 2. Обертаючи стакан 4 і натискаючи на головку гвинта 1, встановіть стрілку динамометра на нульову поділку шкали. Закрутіть стопорний гвинт.
3. Налийте в чашку 9 води і встановіть її на підставку 10. Обертаючи гвинт тримача 11 доти, поки не розірветься плівка рідини, що тягнеться за петлею.
4. Позначте на шкалі динамометра силу розтягу плівки.
5. Обчисліть коефіцієнт поверхневого натягу рідини.
6. Повторіть вимірювання кілька разів або з петлями різних розмірів.
7. Результати вимірювань занесіть у створену Вами таблицю.
8. Оцініть похибки вимірювань.
9. Порівняйте отримані значення із стандартними табличними величинами та зробіть висновки!
10. Дайте відповіді на контрольні запитання.
11. Відпочивайте! :-)

Якщо Ви не маєте можливості виконати роботу самостійно, скористайтесь даними з відео нижче:

Контрольні запитання:
1. Що називається поверхневим натягом рідини?
2. Чому у формулі (2) є множник 2?
3. Чому для вимірювання модуля сили поверхневого натягу води брали не прямолінійний відрізок, а петлю П-подібної форми?
4. Як залежить поверхневий натяг від температури?