Меню

Лабораторная работа по физике измерение поверхностного натяжения жидкости с ответами



ИНФОФИЗ — мой мир.

Весь мир в твоих руках — все будет так, как ты захочешь

Весь мир в твоих руках — все будет так, как ты захочешь

Как сказал.

Вопросы к экзамену

Для всех групп технического профиля

Список лекций по физике за 1,2 семестр

Урок 21. Лабораторная работа № 05. Измерение поверхностного натяжения жидкости

Лабораторная работа № 5

Тема: «ИЗМЕРЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ»

Цель: определить коэффициент поверхностного натяжения воды методом отрыва капель.

Оборудование: сосуд с водой, шприц, сосуд для сбора капель.

Молекулы поверхностного слоя жидкости обладают избытком потенциальной энергии по сравнению с энергией молекул, находящихся внутри жидкости

Как и любая механическая система, поверхностный слой жидкости стремится уменьшить потенциальную энергию и сокращается. При этом совершается работа А:

где σ — коэффициент поверхностного натяжения. Единицы измерения Дж/м 2 или Н/м

или

где F – сила поверхностного натяжения, l – длина границы поверхностного слоя жидкости.

Поверхностное натяжение можно определять различными методами. В лабораторной работе используется метод отрыва капель.

Опыт осуществляют со шприцом, в котором находится исследуемая жидкость. Нажимают на поршень шприца так, чтобы из отверстия узкого конца шприца медленно падали капли. Перед моментом отрыва капли сила тяжести Fтяж=mкапли·g равна силе поверхностного натяжения F, граница свободной поверхности – окружность капли

Опыт показывает, что dкапли =0,9d, где d – диаметр канала узкого конца шприца.

Массу капли можно найти, посчитав количество капель n и зная массу всех капель m.

Масса капель m будет равна массе жидкости в шприце. Зная объем жидкости в шприце V и плотность жидкости ρ можно найти массуm=ρ·V

1. Подготовьте оборудование:
Начертите таблицу:

опыта

Масса капель

m, кг

Число капель

n

Диаметр канала шприца

d, м

Поверхност-ное натяжение

σ, Н/м

Среднее значение поверхностного натяжения

Табличное значение
поверхност-ного натяжения

Источник

ИНФОФИЗ — мой мир.

Весь мир в твоих руках — все будет так, как ты захочешь

Весь мир в твоих руках — все будет так, как ты захочешь

Как сказал.

Вопросы к экзамену

Для всех групп технического профиля

Список лекций по физике за 1,2 семестр

Урок 21. Лабораторная работа № 05. Измерение поверхностного натяжения жидкости (отчет)

Лабораторная работа № 5

Тема: «ИЗМЕРЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ»

Цель: определить коэффициент поверхностного натяжения воды методом отрыва капель.

Оборудование: сосуд с водой, шприц, сосуд для сбора капель.

  1. Начертили таблицу:

опыта

Масса капель

m, кг

Число капель

n

Диаметр канала шприца

d, м

Поверхност-ное натяжение

σ, Н/м

Среднее значение поверхностного натяжения

Табличное значение
поверхност-ного натяжения

Относительная погрешность

δ %

Вычисляем поверхностное натяжение по формуле

Находим среднее значение поверхностного натяжения по формуле:

Определяем относительную погрешность методом оценки результатов измерений.

Вывод: я измерил поверхностное натяжение жидкости (воды), оно получилось равным 0,069 Н/м, что с учетом погрешности 41,76% совпадает с табличным значением.

Ответы на контрольные вопросы.

1. Почему поверхностное натяжение зависит от рода жидкости?

Поверхностное натяжение зависит от силы притяжения между молекулами. У молекул разных жидкостей силы взаимодействия разные, поэтому поверхностное натяжение разное. Также поверхностное натяжение зависит от наличия примесей в жидкости, потому что, чем сильнее концентрация примесей в жидкости, тем слабее силы сцепления между молекулами жидкости. Следовательно, силы поверхностного натяжения будут действовать слабее.

2. Почему и как зависит поверхностное натяжение от температуры?

Если температура увеличивается, то скорость движения молекул соответственно увеличивается, а силы сцепления между молекулами — уменьшаются. т.е силы поверхностного натяжения зависят от температуры. Чем температура жидкости выше, тем слабее силы поверхностного натяжения.

3. Изменится ли результат вычисления поверхностного натяжения, если опыт проводить в другом месте Земли?

Изменится незначительно, т.к. в формулу входит величина g — ускорения свободного падения. А мы знаем, что в разных точках Земли ускорение свободного падения различно. Реальное ускорение свободного падения на поверхности Земли зависит от широты, времени суток и других факторов. Оно варьирует ся от 9,780 м/с² на экваторе до 9,832 м/с² на полюсах.

4. Изменится ли результат вычисления, если диаметр капель трубки будет меньше?

Изменение диаметра трубки не может приводить к изменению измеряемой величины. Для определения поверхностного натяжения используется формула .

По рисунку видно, что уменьшение диаметра трубки компенсируется уменьшением массы капли, а поверхностное натяжение, естественно, останется тем же.

5. Почему следует добиваться медленного падения капель?

При вытекании жидкости из капиллярной трубки размер капли растет постепенно. Перед отрывом капли образуется шейка, диаметр d которой несколько меньше диаметра d1 капиллярной трубки. По окружности шейки капли действуют силы поверхностного натяжения, направленные вверх и удерживающие каплю. По мере увеличения размера капли растет сила тяжести mg, стремящаяся оторвать ее. В момент отрыва капли сила тяжести равна результирующей силе поверхностного натяжения F = πdσ.

Необходимо, чтобы капли отрывались от трубки самостоятельно, под действием силы тяжести. Если падение капель будет быстрым при дополнительном нажатии на поршень шприца, то в момент отрыва капли сила тяжести не будет равна силе поверхностного натяжения и данный метод даст большую погрешность измерения.

Источник

Лабораторная работа «Определение поверхностного натяжения жидкости»
методическая разработка по физике (10 класс) по теме

Цель работы: научиться определять коэффициент поверхностного натяжения воды методом отрыва рамки.

Оборудование:весы с разновесом, стакан с водой, штатив лабораторный, пробирка с песком, масштабная линейка, лист бумаги, проволочная рамка на нитях.

Скачать:

Вложение Размер
Laboratornaya_rabota_3.doc 42.5 КБ

Предварительный просмотр:

Лабораторная работа 3

Определение поверхностного натяжения жидкости.

Теория. Молекулы поверхностного слоя жидкости обладают избытком потенциальной энергии по сравнению с энергией молекул, находящихся внутри жидкости. Как и любая механическая система, поверхностный слой жидкости самопроизвольно переходит в такое состояние, при котором потенциальная энергия его минимальна, при этом площадь свободной поверхности жидкости сокращается.

Сила, обусловленная взаимодействием молекул жидкости, вызывающая сокращение ее свободной поверхности и направленная по касательной к этой поверхности, называется силой поверхностного натяжения F пн .

Величина, равная силе поверхностного натяжения, действующей на единицу длины границы свободной поверхности жидкости, называется коэффициентом поверхностного натяжения σ или просто поверхностным натяжением. Поверхностное натяжение находится по формуле:

L-длина границы свободной поверхности жидкости.

Коэффициент поверхностного натяжения можно определить различными методами: методом отрыва капель, отрыва рамки, методом подъема воды в капилляре.

Цель работы : научиться определять коэффициент поверхностного натяжения воды методом отрыва рамки.

Оборудование: весы с разновесом, стакан с водой, штатив лабораторный, пробирка с песком, масштабная линейка, лист бумаги, проволочная рамка на нитях.

  1. Зажать весы в лапке лабораторного штатива.
  2. Привязать к одной из чашек весов нить с подвешенной рамкой и уравновесить весы песком (песок сыпать на лист бумаги, положенный на чашку).
  3. Добиться горизонтального положения рамки.
  4. Под чашкой установить стакан с дистиллированной водой так, чтобы поверхность воды находилась от рамки на расстоянии 1-2 см.
  5. Осторожно опустить рамку рукой так, чтобы она, коснувшись воды, «прилипла» к ней.
  6. Очень осторожно добавлять песок до отрыва рамки от поверхности воды.
  7. Осушить рамку и вновь уравновесить весы, но уже при помощи гирь. Определить массу гирь: m=…..г=……кг
  8. Измерить линейкой периметр рамки: L=….см=…..м

9. Вычислить коэффициент поверхности натяжения воды по формуле:

Учесть, что F пн =mg, где m — масса гирь, g — ускорение свободного падения.

  1. Рассчитать абсолютную ошибку:
  1. Рассчитать относительную ошибку:

Источник

Лабораторная работа №3 по физике 10 класс (ответы) — Определение поверхностного натяжения жидкости

вкл. 27 Ноябрь 2016 .

Лабораторная работа №3 по физике 10 класс (ответы) — Определение поверхностного натяжения жидкости

7. Эксперимент повторите не менее пяти раз. Рассчитайте средние значения , , .

= (0,0035 + 0,0033 + 0,0035 + 0,0035 +0,0035)/5 = (0,05 + 0,005 + 0,005 + 0,005 0,005)/5 = 0,0035 м; = 0,005 м; = 50.8. Вычислите поверхностное натяжение воды, используя формулу. Результаты вычислении занесите в таблицу.

= (0,005 · 10)/(50 · 3,14 · 0,0035) = 0,05/0,5495 · 0,09 H/м.

9. Вычислите абсолютную погрешность измерения массы воды.

ΔM = 0,000006 м + 0,00005 м = 0,000056 кг.

10. Вычислите абсолютную погрешность измерения диаметра шейки капли ΔD.

ΔD = 0,0001 + 0,00005 = 0,00015 м.

11. Вычислите относительную погрешность измерения ε поверхностного натяжения воды. Результаты вычислении занесите в таблицу.

ε = 0,00015/0,0035 + 0,000056/0,005 = 0,04 + 0,01 = 5%.

12. Вычислите абсолютную погрешность измерения Δσ поверхностного натяжения воды. Результаты вычислений занесите в таблицу.

Δσ = 0,05 · 0,09 H/м = 0,0045 H/м.

13. Запишите результат измерений в виде.

σ = (0,09 ± 0,0045) H/м; ε = 5%.

Измерено Вычислено
D N M σ ε Δσ
1 0.0035 50 0.005
2 0.0035 50 0.005
3 0.0035 50 0.005
4 0.0035 50 0.005
5 0.0035 50 0.005
Сред. 0.0035 50 0.005 0.09 5 0.0045

14. Сравните полученное в работе с табличным значением а для воды и сделайте выводы.

σ = 0.09 H/м > σT = 0,072 H/м,

Поскольку измерения и погрешности этих измерений были вычислены не точно.

Ответы на контрольные вопросы

1. Каков физический смысл поверхностного натяжения жидкости?

Поверхностное натяжение имеет двойной физический смысл: энергетический и силовой. Энергетическое (термодинамика) определение: поверхностное натяжение — предельная работа увеличения поверхности при её растяжении при условии постоянства температуры. Силовое определение: поверхность натяжения — сила, действующая на единицу длины линии, которая ограничивает поверхность жидкости.

2. От чего зависит поверхностное натяжение жидкости?

Поверхность натяжения зависит от природы жидкости, т.е. от температуры жидкости, притяжением между молекулами.

3. Почему с изменением температуры жидкости меняется ее поверхностное натяжение?

Потому что поверхностное натяжение зависит от температуры, с изменением температуры меняется поверхность натяжения.

Источник

Лабораторная работа «ИЗМЕРЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ»

Тема: «ИЗМЕРЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ»

Цель: определить коэффициент поверхностного натяжения воды методом отрыва капель.

Оборудование: сосуд с водой, узкая трубка, сосуд для сбора капель, весы.

Молекулы поверхностного слоя жидкости обладают избытком потенциальной энергии по сравнению с энергией молекул, находящихся внутри жидкости

Как и любая механическая система, поверхностный слой жидкости стремится уменьшить потенциальную энергию и сокращается. При этом совершается работа А:

где σ — коэффициент поверхностного натяжения. Единицы измерения Дж/м 2 или Н/м

или

где F – сила поверхностного натяжения, l – длина границы поверхностного слоя жидкости.

Поверхностное натяжение можно определять различными методами. В лабораторной работе используется метод отрыва капель .

Опыт осуществляют со шприцом, в котором находится исследуемая жидкость. Нажимают на поршень шприца так, чтобы из отверстия узкого конца шприца медленно падали капли. Перед моментом отрыва капли сила тяжести F тяж =m капли· g равна силе поверхностного натяжения F , граница свободной поверхности – окружность капли

Опыт показывает, что d капли =0,9d , где d – диаметр канала узкого конца шприца.

Массу капли можно найти, посчитав количество капель n и зная массу всех капель m.

Масса капель m будет равна массе жидкости в шприце. Зная объем жидкости в шприце V и плотность жидкости ρ можно найти массу m=ρ·V

Источник

Читайте также:  Измерение параметров лазерного излучения по госту