Описание установки и выполнение работы

В данной работе определяют коэффициент поверхностного натяжения методом отрыва кольца от поверхности, смачивающей ее жидкости.

Лабораторная установка (рис.5) представляет собой торсионные весы, к которым подвешено тонкое кольцо. Под кольцом расположен сосуд с исследуемой жидкостью. Кольцо с известными размерами опускают в исследуемую жидкость.

Поворачивая рычаг весов, отрывают кольцо из жидкости. В момент отрыва рычаг весов останавливают и измеряют силу отрыва кольца, которая по сути является силой разрыва поверхностной пленки. Разрыв происходит по двум линиям: по внешнему диаметру и внутреннему. Поэтому, суммарная линия отрыва будет равна

.

Поскольку проще замерять внешний диаметр и толщину то d₂=d₁–2h

.

Тогда коэффициент поверхностного натяжения будет равен

№	F, H	d1, м	h, м	a, H/м	Da, H/м
Среднее значение

Задачи

1. При определении силы поверхностного натяжения капельным методом число капель глицерина, вытекающего из капилляра, составляет n=50. Общая масса глицерина m=1 кг, а диаметр шейки капли в момент отрыва d=1 мм. Определите коэффициент поверхностного натяжения глицерина.

Ответы:1) 72,3 мН/м; 2) 52 мН/м; 3) 62,3 мН/м; 4) 62,5 мН/м; 5) 43,4 мН/м;

2. Тонкое кольцо радиусом 7,8 см соприкасается с мыльным раствором. Каким усилием можно оторвать кольцо от раствора? Температуру раствора считать комнатной. Масса кольца 7 г.

Ответы:1) 1,32 Н; 2) 0,11 Н; 3) 0,42 Н; 4) 0,33 Н; 5) 0,25 Н.

3. Какую массу имеет капля воды, вытекающая из стеклянной трубки диаметром 1 мм? Считать диаметр капли равным диаметру шейки трубки.

Ответы:1) 2,25^.10^–5 кг; 2) 7,2^.10^–4 кг; 3) 8,3^.10^–3 кг; 4) 3,5^.10^–5 кг; 5) 4,2^.10^–5 кг.

4. Какую энергию необходимо затратить на образование поверхности мыльного пузыря радиусом 6 см при постоянной температуре?

Ответы:1) 2,8^.10^–3 Дж; 2) 0,77^.10^–2 Дж; 3) 3,6^.10^–3 Дж; 4) 0,92^.10^–3 Дж; 5) 7^.10^–3 Дж.

5. При измерении коэффициента поверхностного натяжения мыльного раствора при 15⁰С использовали динамометр и проволочное кольцо диаметром 12 см и массой 20 г. При отрыве кольца от поверхности жидкости динамометр показал усилие 0,227 Н. Какой коэффициент поверхностного натяжения получен в результате опыта?

Ответы:1) 0,047 Н/м; 2) 0,04 Н/м; 3) 0,053 Н/м; 4) 0,072 Н/м; 5) 0,080 Н/м.

6. Капилляр с внутренним радиусом 2 мм опущен в жидкость. Найти коэффициент поверхностного натяжения жидкости, поднявшейся в капилляре, если ее масса равна 9^.10^–5 кг.

Ответы:1) 22^.10^–3 Н/м; 2) 62^.10^–3 Н/м; 3) 70^.10^–3 Н/м; 4) 40^.10^–3 Н/м; 5) 73^.10^–3 Н/м.