Лабораторна робота №205. ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ПОВЕРХНЕВОГО НАТЯГУ РІДИНИ МЕТОДОМ ВІДРИВАННЯ КІЛЬЦЯ

Завдання: визначити коефіцієнт поверхневого натягу води та водних розчинів за кімнатної температури методом відривання кільця.

Приладдя: установка для вимірювання коефіцієнта поверхневого натягу рідини, набір досліджуваних рідин, термометр, фільтрувальний папір.

Теоретичний матеріал, який необхідно засвоїти під час підготовки до виконання роботи: структура й особливості теплового руху атомів і молекул рідин; головні положення молекулярно-кінетичної теорії; поверхнева енергія; коефіцієнт поверхневого натягу і його фізичний зміст; змочування; крайові кути; тиск під викривленою поверхнею рідини, формула Лапласа.

Література:

1) § 19.3–19.5, с. 373–380;

2) § 21.4–21.7, c.122–130;

3) § 61–63, с. 191–262;

4) § 66–69, с. 111–116.

Опис установки. На рис. 6 зображена установка для визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідин методом відривання кільця. Алюмінієве кільце 1 підвішене до мілідинамометра 2. За допомогою гвинта 3 кільце можна опускати і піднімати по вертикалі. Відлік сили виконують за шкалою 4, проградуйованою в міліньютонах. На поворотному столику 5 закріплені посудини 6 із досліджуваними рідинами.

Ідея роботи та виведення робочої формули. Коефіцієнт поверхневого натягу рідини можна визначити за формулою

a=F/l, (1)

де F– сила поверхневого натягу, яка діє на тіло, що контактує з рідиною; l – довжина межі контакту. Отже, визначивши F і l, можна легко обчислити a.

У цій роботі з рідиною контактує кільце із зовнішнім діаметром D і товщиною стінки d. Якщо позначити х – внутрішній діаметр кільця, то довжину межі контакту можна визначити як l=2p(D+x), але x=D–2d, тоді

l=2p(D–d). (2)

Силу поверхневого натягу F визначають за показами мілідинамометра 2. Тоді з (1) матимемо

. (3)

Вираз (3) – робоча формула лабораторної роботи.