Приборы и принадлежности
Бюретка с краном на штативе, химический стаканчик, исследуемая жидкость и вода.
Вывод рабочей формулы
Возьмем две жидкости, заключенные в один и тот же объем. Массы этих жидкостей можно представить в виде:
,
,
где m1, m2 – масса одной капли соответствующих жидкостей; n1, n2 – количество их капель; ρ1, ρ2 – плотности этих жидкостей, V – объем, занимаемый каждой из этих жидкостей.
В момент отрыва капли жидкости имеем (для n капель):
.
После преобразования приходим к выражению, представляющему рабочую формулу метода и выражающему величину поверхностного натяжения исследуемой жидкости через аналогичную характеристику вспомогательной жидкости (в данном случае – воды):
. (2-2.10)
Порядок выполнения работы
1. Промыь бюретку и наполнить ее через воронку водой (объем 20-25мл).
2. Добиться с помощью крана равномерного падания капель.
3. Подставляя мерный стаканчик (химический стакан с делениями), посчитать количество капель n1 воды, соответственно заданному объему.
4. Налить в бюретку исследуемую жидкость (объем 20-25мл), предварительно промыв ею бюретку, и определяют количество капель n2 этой жидкости в том же объеме.
5. Взяв из таблицы значения , 2, s1 при данной температуре, по формуле (10) найти s 2.
6. Результаты измерений и вычислений занести в табл. 2-3.1.
Таблица 2-2.1
№ | s1, Н/м | r1, кг/м3 | r2, кг/м3 | Т, К | n1 | n2 | s2, Н/м |
1 | |||||||
2 | |||||||
3 |
Задача 2. Определение коэффициента поверхностного натяжения методом компенсации разности давлений поверхностного слоя жидкости (метод Штейна)
Приборы и принадлежности
Установка, набор исследуемых жидкостей, груша, капилляр.
Описание установки
Установка состоит из капилляра А, широкой трубки Д и водяного манометра С, сообщающихся посредством трубки В. Широкую трубку Д опускают в стакан с водой, помещенный на столике, который можно закрепить винтом Е в любом положении. Опуская и поднимая столик, можно изменить давление в рассматриваемой системе.
Вывод рабочей формулы
Как мы уже установили выше, если капилляр опустить в сосуд с исследуемой жидкостью, то в случае смачивания стенок капилляра этой жидкостью, последняя поднимется на некоторую высоту (dР < 0). Если теперь увеличить внешнее давление над поверхностью жидкости в капилляре, скомпенсировав тем самым Лапласово давление dР, то уровень жидкости в капилляре опустится до уровня жидкости в сосуде и сравняется с ним.
Если внешнее давление при этом увеличилось на Р, то согласно (8)
, (2-2.11)
где r – радиус капилляра.
С другой стороны, избыток давления Р в системе можно выразить так:
, (2-2.12)
где h – разность уровней воды в манометре, r - плотность жидкости, налитой в манометр. Выражая из (2-2.11) и (2-2.12) s , получим
. (2-2.13)
Порядок выполнения работы
1.
С |
Д |
Е |
В |
А |
Рис. 2-2.8. Схема опыта |
2. Медленно поднимают столик Е и доводят уровень жидкости в капилляре до ее уровня в стаканчике (рис. 2-2.8). Закрепляют столик и определяют разность уровней манометра (h). Опыт проделывают несколько раз, перемещая столик и заново отсчитывая разность уровней h.
Примечание. Ввиду большой зависимости коэффициента поверхностного натяжения от температуры, необходимо указать температуру, при которой производились наблюдения.
3. Результаты измерений и вычислений заносят в табл. 2-3.2.
Таблица 2-2.2
Номер опыта | Т, К | h, м | r, м | s, Н/м | , Н/м |
1 |
| ||||
2 | |||||
3 | |||||
4 | |||||
5 |
Проводят статистическую обработку результатов по методу Стьюдента при a = 0.95 (доверительная вероятность).
Дата: 2019-03-05, просмотров: 284.