Noderīgi padomi

INFOFIZ - mana pasaule

Pin
Send
Share
Send
Send


Virsmas spraigums raksturo šķidruma spēju izturēt gravitāciju. Piemēram, ūdens uz galda virsmas veido pilienus, jo ūdens molekulas tiek pievilktas viena otrai, kas ir pretstatā gravitācijai. Virsmas spraiguma dēļ uz ūdens virsmas var turēt smagākus priekšmetus, piemēram, kukaiņus. Virsmas spraigumu mēra spēkā (N), kas dalīts ar garuma vienību (m), vai enerģijas daudzumu vienā laukuma vienībā. Spēks, ar kuru mijiedarbojas ūdens molekulas (saliedētais spēks), rada spriedzi, kā rezultātā veidojas ūdens (vai citu šķidrumu) pilieni. Virsmas spraigumu var izmērīt, izmantojot dažus vienkāršus objektus, kas atrodas gandrīz katrā mājā, un kalkulatoru.

21. nodarbība. Laboratorijas darbs Nr. 05. Šķidruma virsmas spraiguma mērīšana (ziņojums)

5. laboratorijas darbs

Temats: “ŠĶIDRUMA VIRSMAS TENSIJAS MĒRĪŠANA”

Mērķis: ar pilienu atdalīšanas metodi nosaka ūdens virsmas spraiguma koeficientu.

Iekārtas trauks ar ūdeni, šļirce, trauks pilienu savākšanai.

  1. Uzzīmējiet tabulu:
Mēs aprēķinām virsmas spraigumu pēc formulas

Vidējo virsmas spraigumu mēs atrodam pēc formulas:

Relatīvo kļūdu mēs nosakām ar mērījumu rezultātu novērtēšanas metodi.

Secinājums: es izmērīju šķidruma (ūdens) virsmas spraigumu, tas izrādījās vienāds ar 0,069 N / m, kas, ņemot vērā kļūdu 41,76%, sakrīt ar tabulas vērtību.

Atbildes uz drošības jautājumiem.

1. Kāpēc virsmas spraigums ir atkarīgs no šķidruma veida?

Virsmas spraigums ir atkarīgs no pievilkšanās spēka starp molekulām. Dažādu šķidrumu molekulām ir atšķirīgi mijiedarbības spēki, tāpēc virsmas spraigums ir atšķirīgs. Arī virsmas spraigums ir atkarīgs no piemaisījumu klātbūtnes šķidrumā, jo, jo spēcīgāka ir piemaisījumu koncentrācija šķidrumā, jo vājāki ir saķeres spēki starp šķidruma molekulām. Līdz ar to virsmas spraiguma spēki darbosies vājāk.

2. Kāpēc un kā virsmas spraigums ir atkarīgs no temperatūras?

Ja temperatūra paaugstinās, tad attiecīgi palielinās molekulu ātrums, un saķeres spēki starp molekulām samazinās. t.i., virsmas spraiguma spēki ir atkarīgi no temperatūras. Jo augstāka ir šķidruma temperatūra, jo vājāks ir virsmas spraigums.

3. Vai mainīsies virsmas spraiguma aprēķināšanas rezultāts, ja eksperimentu veiks citur uz Zemes?

Tas nedaudz mainīsies, jo formula ietver g - gravitācijas paātrinājuma vērtību. Un mēs zinām, ka dažādās Zemes daļās gravitācijas paātrinājums ir atšķirīgs. Faktiskais gravitācijas paātrinājums uz Zemes virsmas ir atkarīgs no platuma, diennakts laika un citiem faktoriem. Tas svārstās no 9,780 m / s² pie ekvatora līdz 9,832 m / s² pie poliem.

4. Vai aprēķina rezultāts mainīsies, ja caurules pilienu diametrs būs mazāks?

Caurules diametra maiņa nevar izraisīt izmērītās vērtības izmaiņas. Virsmas spraiguma noteikšanai izmanto formulu.

Attēlā parādīts, ka caurules diametra samazināšanos kompensē piliena masas samazināšanās, un virsmas spraigums, protams, paliks tāds pats.

5. Kāpēc lēniem pilieniem vajadzētu krist?

Kad šķidrums izplūst no kapilārās caurules, piliena lielums pakāpeniski palielinās. Pirms piliena atdalīšanas tiek izveidots kakls, kura diametrs d ir nedaudz mazāks par kapilārās caurules diametru d1. Ap piliena kakla apkārtmēru virsmas spraiguma spēki darbojas augšup un notur kritienu. Palielinoties piliena lielumam, gravitācijas spēkam mg ir tendence to noplēst. Pilienu atdalīšanas brīdī gravitācijas spēks ir vienāds ar iegūto virsmas spraiguma spēku F = πdσ.

Ir nepieciešams, lai pilieni neatkarīgi no smaguma spēka nonāktu no caurules. Ja pilienu pilināšana notiek ātri ar papildu spiedienu uz šļirces virzuli, tad pilienu atdalīšanās brīdī smagums nebūs vienāds ar virsmas spraiguma spēku, un šī metode radīs lielu mērījumu kļūdu.

Burbuļa maksimālā spiediena metode (atkārtotāja metode)

Kapilārs sazinās ar atmosfēras gaisu, tāpēc caurules iekšpusē tiek uzturēts atmosfēras spiediens P0.

Spiedienu P virs testa šķidruma pakāpeniski samazina, izmantojot ūdens sūkni. Spiediena starpība (Ppar−P) mēģina no kapilāra gaisa burbuļa izpūst šķidrumā, bet to neitralizē papildu spiediens, ko rada šķidruma virsmas spraiguma spēki radītajā burbulī ar rādiusu r un kas tangenciāli vērsts pret interfeisu Ms.

Visbeidzot, ar spiediena starpību (Ppar−P) vienāds ar Pbūdiņas pārsniedzot starpību Pi, pl.–Pes, modē, no kapilārā caurulītes šķidrumā tiek izpūsts gaisa burbulis.

Šeit pūsta burbuļa rādiuss r nav zināms, ko ir ārkārtīgi grūti izmērīt. Tāpēc izmanto atsauces šķidrumu, ar virsmas spraiguma koeficientu σo kas ir zināms un tuvu pētāmā šķidruma virsmas spraiguma koeficientam σ. Tiek uzskatīts, ka burbuļu rādiuss, kas izpūstas no tā paša kapilāra, abos gadījumos būs vienāds.

Pirmo vienādojumu dalot ar otro un atrisinot attiecībā pret σ, iegūstam formulu virsmas spraiguma aprēķināšanai:

Stalagmometriskā metode (pilienu skaitīšanas metode)

Saskaita pilienu skaitu (n), savāc traukā un izmēra tilpumu (V). Atrodiet viena piliena tilpumu v.

kur r ir kakla rādiuss.

Jo kakla rādiusu ir grūti aprēķināt, veic eksperimentu ar standartšķidrumu.

Gredzenu atdalīšanas metode (fizikas laboratorija pirmajā gadā)

Uz testa šķidruma virsmas novieto gredzenu vai rāmi. Ja šķidrums samitrina gredzenu, tad virsmas spraiguma spēki F1 un F2kas iedarbojas uz tā ārējo un iekšējo virsmu ar diametru D un d, ir vērsti šķidruma iekšpusē:

Kopējais virsmas spraiguma spēks ir vienāds ar:

Lai gredzenu noplēstu no šķidruma virsmas, jāpieliek augšupvērsts spēks F, kas kompensē gredzena gravitācijas spēku mg un virsmas spraigumu Fσ:

Izmērot gredzena atdalīšanas spēku ar dinamometru un zinot gredzena masu un lielumu, var noteikt šķidruma virsmas spraigumu:

Noskatieties video: FRP bypass on TECNO SPARK K4 (Decembris 2022).

Pin
Send
Share
Send
Send