Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


¬изначенн€ коеф≥ц≥Їнта поверхневого нат€гу методом в≥дриву крапл≥




 

ћета роботи:

1. ¬ивчити €вище поверхневого нат€гу;

2. ¬изначити коеф≥ц≥Їнт поверхневого нат€гу р≥дин≥.

ѕрилади та обладнанн€:

1. —кл€на бюретка з краном.

2.  олбочка.

3. “ехн≥чн≥ терези з р≥зновагами.

4. Miкpoмeтp.

 

1. “≈ќ–≈“»„Ќ≤ ƒјЌ≤

ѕоверхнев≥ €вища спостер≥гаютьс€ на меж≥ розпод≥лу двох фаз, наприклад, р≥дини ≥ њњ насиченоњ пари, р≥дини, ≥ твердого т≥ла, двох р≥дин, що не зм≥шуютьс€. ѕоверхнев≥ €вища в≥д≥грають важливу роль в таких процесах, €к збагаченн€ руд з допомогою флотац≥њ, поглинанн€ шк≥дливих газ≥в ≥ пари, отриманн€ ст≥йких емульс≥й та ≥н.

ѕоверхн€ меж≥ р≥зко в≥др≥зн€Їтьс€ своњми ф≥зико-х≥м≥чними властивост€ми в≥д обох граничних фаз.

–озгл€немо поверхню меж≥ газ - р≥дина. ћолекули в р≥динах розташован≥ на в≥дстан≥, що в≥дпов≥дають м≥н≥мальному значенню енерг≥њ взаЇмод≥њ. Ќа таких в≥дстан€х молекули ≥нтенсивно взаЇмод≥ють. —или взаЇмод≥њ залежать в≥д природи молекул ≥ значно в≥др≥зн€ютьс€ по величин≥ дл€ р≥зних р≥дин. “епловий рух молекул р≥дини суттЇво в≥др≥зн€Їтьс€ в≥д теплового руху молекул газу. —ередн≥ в≥дстан≥ м≥ж молекулами близьк≥ до р≥вноважних. ÷е означаЇ, що молекули коливаютьс€ б≥л€ положенн€ р≥вноваги, але в зв'€зку з хаотичн≥стю теплового руху, ампл≥туда коливань сус≥дн≥х молекул р≥зна ≥ час в≥д часу наст≥льки, що де€к≥ молекули перескакують в нове положенн€ р≥вноваги ≥ починають зд≥йснювати коливанн€ навколо нового положенн€ р≥вноваги. “аким чином молекула мандруЇ по всьому об'Їму р≥дини.

Ќа молекулу, що знаходитьс€ всередин≥ р≥дини (рис.3, положенн€ ≤), д≥ють сили взаЇмного т€ж≥нн€ з боку вс≥х оточуючих њњ молекул.

–≥внод≥юча цих сил в положенн≥ ≤

–ис.3

дор≥внюЇ нулю ≥ дл€ перем≥щенн€ молекули всередин≥ р≥дини не потр≥бно виконувати роботу. —или м≥жмолекул€рного зв'€зку д≥ють т≥льки на дуже близьких в≥дстан€х, тому на молекулу д≥Ї сила т≥льки з боку њњ найближчих сус≥д≥в.

ƒл€ молекул, розташованих по поверхн≥ (рис 3. положенн€ ≤≤, ≤≤≤) не вс≥ сили молекул€рного прит€гненн€ будуть скомпенсован≥. ÷е по€снюЇтьс€ тим, що в газов≥й фаз≥ (пар над р≥диною) молекули розташован≥ одна в≥д одноњ на великих в≥дстан€х, д≥юч≥ м≥ж ними сили м≥жмолекул€рноњ взаЇмод≥њ надзвичайно мал≥ ≥ на молекули на поверхн≥ д≥ють сили т≥льки з боку молекул р≥дини. ќтже, вс≥ молекули, що знаход€тьс€ на в≥дстан≥ в≥д поверхн≥, що розд≥л€Ї фази, менше рад≥уса д≥њ молекул€рних сил, в≥дчувають прит€гненн€ з боку молекул своЇњ фази. ƒл€ них р≥внод≥юча молекул€рних сил не дор≥внюЇ нулю ≥ направлена всередину р≥дини.

–езультуюча вс≥х сил молекул€рного прит€ганн€ д≥ючих на одиницю поверхн≥, називаЇтьс€ молекул€рним або внутр≥шн≥м тиском.

÷е саме той тиск, €кий потр≥бно було б добавити ззовн≥, дл€ того щоб зберегти об'Їм р≥дини незм≥нним, €кщо б зникло взаЇмне прит€гненн€ молекул. ¬нутр≥шн≥й тиск у води Ц 15000 атм., у б≥нзола Ц 4000 атм.

ѕ≥д д≥Їю не скомпенсованих молекул€рних сил молекули з поверхневого шару намагаютьс€ перейти до середини р≥дкоњ фази. ѕерех≥д молекул з поверхн≥ в об'Їм означаЇ скороченн€ в≥льноњ поверхн≥ р≥дини. “аким чином, р≥дина п≥д д≥Їю внутр≥шн≥х сил намагаЇтьс€ зменшити в≥льну поверхню, €кщо цьому не заважають ≥нш≥ сили. “ак, наприклад, невелик≥ крапл≥ туману мають форму сфери, тому що сфера маЇ найменшу поверхню при заданому об'Їм≥.

ƒл€ того, щоб зб≥льшити в≥льну поверхню р≥дини, потр≥бно виконати роботу тим б≥льшу, чим б≥льше прир≥ст поверхн≥. “обто

, (1)

де σ Ц коеф≥ц≥Їнт пропорц≥йност≥, що називаЇтьс€ коеф≥ц≥Їнтом поверхневого нат€гу, чи просто поверхневим нат€гом.

ќчевидно, що

(2)

‘≥зичний зм≥ст коеф≥ц≥Їнта поверхневого нат€гу. ѕри коеф≥ц≥Їнт поверхневого нат€гу чисельно дор≥внюЇ робот≥, €ку потр≥бно виконати дл€ зб≥льшенн€ поверхн≥ р≥дини на одиницю. ¬ систем≥ —≤ поверхневий нат€г вим≥рюЇтьс€ в ƒж/м2 чи Ќ/м.

 оли п≥д д≥Їю сил молекул€рного прит€ганн€ молекули переход€ть у середину р≥дини, поверхн€ скорочуЇтьс€. ѕри цьому м≥кроскоп≥чна картина сил, що д≥ють на кожну окрему молекулу, буде досить складною. –езультуюча д≥й сил, що направлен≥ до середини р≥дини, екв≥валентна д≥њ де€коњ сили, перпендикул€рноњ до контура, що обмежуЇ поверхню р≥дини ≥ направлена по дотичн≥й до поверхн≥ р≥дини називаЇтес€ силою поверхневого нат€гу. якщо при скорочен≥ поверхн≥ ребро контура зм≥щуЇтьс€ на величину , то при цьому силою поверхневого нат€гу зд≥йснюЇтьс€ робота

(3)

—или молекул€рного прит€ганн€ зд≥йснюють за той час роботу

, (4)

де dS Ц зм≥на поверхн≥, €ку можна представити €к добуток ,

де l Ц довжина контура, що обмежуЇ поверхню. ѕор≥вн€вши ц≥ вирази отримаЇмо

«в≥дси

(5)

при .ќтже, можливо дати ≥ друге визначенн€ коеф≥ц≥Їнта поверхневого нат€гу: коеф≥ц≥Їнт поверхневого нат€гу чисельно дор≥внюЇ сил≥ поверхневого нат€гу, що д≥Ї на одиницю довжини контура, €ка обмежуЇ поверхню.

¬еличина поверхневого нат€гу залежить в≥д природи р≥дини та умов в €ких вона знаходитьс€, зокрема в≥д температури. “ому, щоб визначити ,необх≥дно заф≥ксувати температуру при €к≥й були зроблен≥ вим≥рюванн€.

Ќапружений стан поверхневого шару р≥дини називаЇтьс€ поверхневим нат€гом; цей стан визвано силами щепленн€ м≥ж молекулами цього шару.

ѕ≥д силою поверхневого нат€гу F розум≥ють суму сил прит€ганн€, що д≥ють на контур, €кий обмежуЇ поверхню р≥дини.

 ап≥л€рн≥ €вища в процесах оброб≥тку ірунту:

Ќа безструктурних, розпилених ірунтах ранньовесн€не боронуванн€ необх≥дне, оск≥льки кап≥л€рн≥ щ≥лини в них збер≥гаютьс€ до повного висиханн€ ірунту.

 

2. ћ≈“ќƒ ¬»ћ≤–ё¬јЌЌя

ѕри в≥дрив≥ крапл≥, що вит≥каЇ з трубки, на нењ д≥ють дв≥ сили: вага крапл≥ – ≥ р≥внод≥юча вс≥х сил поверхневого нат€гу F, що прикладен≥ до л≥н≥њ розриву 1 (рис 4).

якщо сила поверхневого нат€гу б≥льша, ваги крапл≥, крапл€ не в≥д≥рветьс€. ѕризб≥льшенн≥ розм≥р≥в крапл≥ њњ вага зб≥льшуЇтьс€ ≥ тод≥, коли вага крапл≥ стаЇ р≥вною

–ис.4 результуюч≥й сил поверхневого нат€гу, тобто при – = F, крапл€

в≥д≥рветьс€. “аким чином, дл€ визначенн€ сили поверхневого нат€гу досить визначити вагу крапл≥, що в≥д≥рвалась. ƒл€ цього визначають масу великого числа краплин ≥ розраховують масу одн≥Їњ крапл≥ по формул≥

,

де m Ц маса крапл≥, n Ц число крапель, ћ Ц маса, n к≥лькост≥ крапель.

¬ага одн≥Їњ крапл≥ – = mg дор≥внюЇ сил≥ поверхневого нат€гу F.

” в≥дпов≥дност≥ з формулою (5) коеф≥ц≥Їнт поверхневого нат€гу знаход€ть за формулою

 

, (6)

де d Ц д≥аметр крапл≥ в момент в≥дриву,

т - маса ц≥Їњ крапл≥.

 

3. ќѕ»— ќЅЋјƒЌјЌЌя

—кл€ний посуд, закр≥плений на штатив≥, що маЇ кран дл€ зм≥ни швидкост≥ вит≥канн€ р≥дини. ¬ нижн≥й частин≥ посуду знаходитьс€ кап≥л€р.

4. ’≥д роботи

1. Ќа техн≥чних терезах з точн≥стю до 1,0 мг зважити порожню колбочку дл€ визначенн€ маси ћо

2 ѕ≥дставити п≥д кап≥л€рну трубку порожню колбочку i при в≥дкритому кран≥ наливають воду в воронку. ѕромити обладнанн€, сл≥дкуючи за тим, щоб в трубц≥ не утворювалис€ бульбашки пов≥тр€.

3. «акрити кран скл€ноњ бюретки заповненоњ водою.  ористуючись краном зм≥нити швидк≥сть вит≥канн€ води, намагаючись, щоб за хвилину в≥дривалось не б≥льше 8 Ц 10 крапель.  оли режим вит≥канн€ буде встановлено, п≥дставити колбочку, вага €коњ M0, i в≥драхувати к≥льк≥сть крапель задану викладачем.

4. ¬изначити масу ћ колбочки з крапл€ми води.

5. ¬изначити з допомогою м≥крометра д≥аметр кап≥л€рноњ трубки d.

6 ƒосл≥д повторити 3 рази.

7. –езультати вим≥рювань занести в таблицю:

є п/п n, шт M0, кг M1, кг M=M1-M0, кг d, м σ, Ќ/м σср, Ќ/м Δσ, Ќ/м Δσср, Ќ/м
                   
                   
                   

8. ѕоверхневий нат€г обчислити за формулою:

9. ќбчислити абсолютну та в≥дносну похибки, к≥нцевий результат записують у вигл€д≥:

 

 

 ќЌ“–ќЋ№Ќ≤ ѕ»“јЌЌя

1. як≥особливост≥ в≥др≥зн€ють поверхневу пл≥вку р≥дини в≥д ус≥Їњ ≥ншоњ маси р≥дини?

2. ўо таке внутр≥шн≥й тиск р≥дини? „им в≥д обумовлений?

«. ўо називають силою поверхневого нат€гу?

4. який ф≥зичний зм≥ст коеф≥ц≥Їнта поверхневого нат€гу? ¬ €ких одиниц€х в≥н вим≥рюЇтьс€?

5. ¬казати сили, що д≥ють на краплю?

6. як використовують кап≥л€рн≥ €вища в процесах оброб≥тку ірунту?

“естов≥ питанн€ дл€ захисту лабораторноњ роботи:

1.„ому дор≥внюЇ коеф≥ц≥Їнт поверхневого нат€гу?

а) ;

б) ;

в)

2. ўо називаЇтьс€ поверхневим нат€гом?

а) напружений стан поверхневого шару р≥дини;

б) будь-€кий стан поверхневого шару р≥дини;

в) поверхнева пл≥вка р≥дини.

3. ўо називаЇтьс€ силою поверхневого нат€гу?

а) напружений стан поверхневого шару р≥дини;

б) суму сил прит€ганн€, що д≥ють на контур, €кий обмежуЇ поверхню р≥дини;

в) сила, що д≥Ї на поверхневу пл≥вку р≥дини.

4. ‘ормула сили поверхневого нат€гу?

а) ;

б) F = σ l

в) F = mg

5. як≥ одиниц≥ вим≥рюванн€ коеф≥ц≥Їнта поверхневого нат€гу?

а) ;

б) ;

в) .

6. ¬≥д чого залежить величина поверхневого нат€гу р≥дини?

а) в≥д природи р≥дини та умов, в €ких вона знаходитьс€;

б) в≥д обТЇму р≥дини та д≥аметру кап≥л€ра;

в) в≥д сили, з €кою р≥дина д≥Ї на ст≥нки кап≥л€ра.

7.ўо називаЇтьс€ внутр≥шн≥м тиском р≥дини?

а) сила, €ка д≥Ї на одиницю довжини контура, що обмежуЇ поверхню;

б) результуюча вс≥х сил молекул€рного прит€гненн€, д≥ючих на одиницю поверхн≥;

в) сила, з €кою р≥дина д≥Ї на запурен≥ в нењ т≥ла.

8. ‘≥зичний зм≥ст коеф≥ц≥Їнта поверхневого нат€гу:

а)  оеф≥ц≥Їнт поверхневого нат€гу чисельно дор≥внюЇ сил≥ поверхневого нат€гу, €ка д≥Ї на одиницю довжини контура, що обмежуЇ поверхню;

б) це ф≥зична величина, €ка чисельно дор≥внюЇ сил≥ взаЇмод≥њ м≥ж молекулами р≥дини;

в) результуюча вс≥х сил молекул€рного прит€гненн€, д≥ючих на одиницю поверхн≥.

9. ўо називаЇтьс€ кап≥л€ром?

а) трубка, д≥аметр €коњ ;

б) трубка, д≥аметр €коњ ;

в) трубка, д≥аметр €коњ .

10. ўо таке змочуванн€?

а) коли в≥дбуваЇтьс€ взаЇмод≥€ м≥ж молекулами т≥ла ≥ р≥дини;

б) коли в≥дсутн≥ сили поверхневого нат€гу;

в) коли не в≥дбуваЇтьс€ взаЇмод≥€ м≥ж молекулами т≥ла ≥ р≥дини.

 

ЋјЅќ–ј“ќ–Ќј –ќЅќ“ј N10





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-02-12; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1039 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

“ак просто быть добрым - нужно только представить себ€ на месте другого человека прежде, чем начать его судить. © ћарлен ƒитрих
==> читать все изречени€...

615 - | 479 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.027 с.