№9 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ВОДЫ.
учебно-методическое пособие по физике

№9 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ВОДЫ.

Цель работы: определить коэффициент поверхностного натяжения воды с помощью метода подъема воды в капиллярных трубках.

Оборудование: Стакан с водой, две капиллярные трубки различного сечения, штангенциркуль, масштабная линейка, лупа.

Необходимые сведения
Поднятие смачивающей жидкости в капиллярной трубке над уровнем жидкости в большом сосуде происходит в результате того, что поверхность жидкости стремится сократиться, поэтому на жидкость оказывается дополнительное давление Δρ = 2σ/R, где R- радиус капилляра. Смачивающая жидкость в капилляре поднимается на такую высоту, при которой вес ее столбика над уровнем жидкости в большом сосуде уравновесится силой дополнительного давления: mg=ΔρS, или ρShg=2σ/R, откуда h=2σ/(Rρg), где ρ - плотность жидкости.

Задание
1. Самостоятельно изучить методические рекомендации по проведению лабораторной работы
2. Повторить § 12.1-12(1), § 4.38-41 (2)
3. Подготовить ответы на контрольные вопросы.
4. Подготовить форму отчёта.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Опустить в стакан с водой поочередно каждую из двух капиллярных трубок, пронумеровав их.
2. Измерить высоту подъема воды в капиллярной трубке над поверхностью воды в стакане.    Высоту поднятия жидкости измерять по нижней части мениска в капилляре. Для удобства отсчета наблюдение производить через лупу.
3. Измерить внешний диаметр D и толщину, а капиллярной трубки с помощью штангенциркуля и вычислить её внутренний диаметр по формуле: d=D-2а.
4. Произвести вычисления поверхностного натяжения по формуле: σ=hRρg/2=hdρg/4.
5. Результаты измерений и вычислений записать в табл. 3.
6. Сравнить результаты с табличным значением поверхностного натяжения и определить относительную погрешность методом оценки результатов измерений.

Таблица 3. Определение коэффициента поверхностного натяжения воды:

7. Относительную погрешность определить по формуле:  

Таблица 4. Поверхностное натяжение воды при различных температурах:

Содержание отчета.

Отчёт должен содержать:

1.  Название работы
2.  Цель работы
3.  Перечень используемого оборудования
4.  Задание
5.  Таблица с результатами измерений и вычислений
6.  Ответы на контрольные вопросы:

1. Почему поверхностное натяжение зависит от вида жидкости?
2. Почему и как зависит поверхностное натяжение от температуры?
3. В двух одинаковых пробирках находится одинаковое количество капель воды. В одной пробирке вода чистая, в другой - с прибавкой мыла. Одинаковы ли объемы отмеренных капель? Ответ обоснуйте.
4. Изменится ли результат вычисления поверхностного натяжения, если опыт проводить в другом месте Земли?
5. Измениться ли результат вычисления, если диаметр канала трубки будет меньше?

7. Вывод о проведённой работе