Определение коэффициента поверхностного

Натяжения жидкостей разными методами

 

Цель работы: 1. Опытное определение коэффициента поверхностного натяжения разными методами.

2. Сравнение коэффициентов поверхностного натяжения разнородных жидкостей при данной температуре (вода, спирт, глицерин).

 

Определение коэффициента поверхностного

Натяжения методом отрыва капель

Приборы и принадлежности:

1) капельница или бюретка с краном, зажатая в штативе;

2) весы с разновесом;

3) исследуемые жидкости;

4) сосуды для сбора капель.

 

Рис.6. Бюретка с краном.

 

 

Рис.7. Капельница:

 

1, 2 – иглы,

3 – капельница,

4 – зажим,

5 – трубка для инъекций,

6 – игла для инъекций.

 

Теоретическое обоснование метода

Эта работа основана на сравнении силы поверхностного натяжения, удерживающей каплю от падения, с силой тяжести, под действием которой отрывается капля. В работе используется капельница (рис. 7) или бюретка с краном (рис. 6). Капля отрывается тогда, когда сила тяжести, действующая на каплю будет больше или в предельном случае, равна силе поверхностного натяжения, удерживающей каплю от падения (рис. 6).

Таким образом, в момент отрыва капли получаем условие:

 

+ = 0

mg - F = 0

F = mg (20)

где m - масса капли.

Силу поверхностного натяжения выразим через коэффициент поверхностного натяжения и длину границы поверхностного слоя жидкости.

 

F = s · l

l = 2pR,

F = 2psR,

 

где s - коэффициент поверхностного натяжения,

l = 2pR - длина границы поверхностного слоя,

R - радиус шейки капли.

Итак, 2psR = mg, отсюда

 

s = mg/(2pR) (21)

 

Учитывая явление смачиваемости, считаем, что внутренний радиус капилляра равным внешнему радиусу.

Рабочая формула имеет вид:

 

s = (22)

 

где m - масса пустого сосуда,

m - масса сосуда с «n» количеством капель,

g - ускорение свободного падения на широте г. Кирова,

g = 9,82 м/с .

 

Практическая часть

 

1). С помощью весов определить массу m₁ пустого сосуда для сбора жидкости.

2). Установить скорость истечения жидкости не более 10 капель в минуту.

3). Набрать во взвешенный сосуд определенное количество капель

(30-50) и определить массу m₂.

4). Опыт с исследуемой жидкостью проделать три – пять раз.

5). Вычислить абсолютную и относительную погрешности, считая результаты опытов малыми выборками.

6). Определить коэффициенты поверхностного натяжения для различных жидкостей.

7). Результаты опытов занести в таблицу.

 

 

№ опыта	Исследуемая жидкость	s1	s2	s3	sсp	Ds	s = sср ± Ds
	Вода дистил.
	Вода из-под крана
	Соленая вода с концентр. «С1»
	Соленая вода с концентр. «С2»

 

8). Сделать вывод.

Определение коэффициента поверхностного