5-napiecie_pow089z.pdf

(50 KB) Pobierz
PRACOWNIA FIZYCZNA
Ćwiczenie
nr 5
Instrukcja do
ćwiczenia
nr 5
Wyznaczanie napięcia powierzchniowego cieczy
1. Cel
ćwiczenia
Celem zadania jest wyznaczenie współczynnika napięcia powierzchniowego cieczy oraz zapoznanie się z wybranymi
zagadnieniami dotyczącymi mikrostruktury materii i zjawisk powierzchniowych cieczy.
2. Zagadnienia do przygotowania
1. Mechanizmy zjawisk powierzchniowych w cieczach: napięcie powierzchniowe, menisk, włoskowatość, prawo
Laplace'a, ciśnienie pod zakrzywioną powierzchnią.
2. Ciecze zwilŜające i niezwilŜające, oddziaływanie międzycząsteczkowe (spójność, przyleganie).
3. ZaleŜność napięcia powierzchniowego od temperatury.
4. Metody pomiaru napięcia powierzchniowego: stalagmometryczna, wzniesienia włoskowatego.
5. Obsługa wagi analitycznej
3. Opis
ćwiczenia
i przyrządy pomiarowe
W
ćwiczeniu
wykorzystane zostaną:
1. Dwie badane ciecze
2. Kapilary
3. Szalki Petriego
4. Stalagmometr- pionowa rurka ze zbiornikiem o objętości V, zakończona kapilarą
5. Waga analityczna (przed
przystąpieniem do waŜenia naleŜy obowiązkowo zapoznać się z załączoną
instrukcja obsługi wagi!)
Wypadkową siłę napięcia powierzchniowego mierzymy pośrednio, mierząc cięŜar kropli cieczy odrywającej się od
kapilary (metoda stagmometryczna) lub wysokość słupka cieczy wypełniającej kapilarę (metoda wzniesienia
włoskowatego).
4. Przebieg
ćwiczenia
4.1. Metoda wzniesienia włoskowatego.
1. Wodę i badaną ciecz nalać do małych szalek Petriego.
2. Zanurzyć kapilarę pionowo minimalnie do wody
(UWAGA: Jeśli kapilary są dłuŜsze niŜ 3 cm przełamać je, do powierzchni dotykamy gładkim końcem)
•
głębokość zanurzenia powinna być w przybliŜeniu równa 0,
•
trzymać kapilarę w tej pozycji do momentu ustalenia się słupka wody w kapilarze.
3. Wyjąć kapilarę i zmierzyć wysokość słupka (h).
4. Czynność 1-3 powtórzyć 5 razy. Te same czynności powtórzyć z gliceryną.
5. Wyniki zebrać w tabeli
Wielkość fizyczna
Wysokość słupka cieczy
[mm]
Symbol
h
1
…
Woda destylowana
Gliceryna
6. ZuŜyte kapilary naleŜy składać do osobnego pojemnika.
7. Zanotować wartość temperatury otoczenia.
4.2. Metoda stalagmometryczna
1. ZwaŜyć suche szalki Petriego -
m
s.
2. Stalagmometr napełnić cieczą. Pod kapilarę stalagmometru podstawić kolbkę z badaną cieczą, zanurzyć w niej
rurkę stalagmometru i za pomocą strzykawki wciągnąć do niego ciecz do ok. 3/4 objętości bańki (strzykawki moŜna
wyjmować z węŜyków).
Zakład Biofizyki
Strona 1
2008/2009
PRACOWNIA FIZYCZNA
Ćwiczenie
nr 5
3. Pod kapilarę stalagmometru podstawić zwaŜoną szalkę Petriego. Zdjąć strzykawkę z węŜyka i zaciskając palcami
węŜyk regulować dopływ powietrza do układu tak, aby moŜna było dokładnie liczyć spadające do szalki krople. Do
szalki naleŜy zebrać 30 kropli badanej cieczy.
4. ZwaŜyć naczyńka z cieczą -
m
c
5. Wykonać po cztery pomiary dla wody i gliceryny, uzupełnić tabelę.
6. Glicerynę z szalek wlać z powrotem do kolbki.
Wielkość fizyczna
Symbol [jednostka]
m
s [g]
m
c
I
[g]
…
m
c
IV
[g]
5. Opracowanie wyników
5.1. Metoda wzniesienia włoskowatego
1. Obliczyć
średnią
wysokość słupka wody i
średnią
wysokość słupka gliceryny w kapilarze;
2. Otrzymane wartości podstawić do wzoru:
Woda destylowana
Gliceryna
σ
=
1
r
ρ
gh
2
ρ
wody
= 998.23 kg/m3,
ρ
cieczy
= 1260 kg/m3 w temp. = 20oC, promień rurki = 0.7 mm, g - przyspieszenie ziemskie, h -
średnia
wysokość słupka cieczy
Wyprowadzić jednostkę
5.2. Metoda stalagmometryczna
1. Obliczyć masę jednej kropli badanej cieczy korzystając ze wzorów:
m
−
m
s
m
i
=
c
30
2. Uzupełnić tabelę:
Wielkość fizyczna
Symbol
m
s [g]
m1
[g]
…
m4
[g]
m
[g]
∑
m
m
=
4
Woda destylowana
i
Gliceryna
3. Obliczyć napięcie powierzchniowe wody i gliceryny podstawiając do wzoru uzyskane dane:
σ=
mgk
R
dla H2O -
R
= 3 mm; dla gliceryny -
R
= 2.8 mm,
k
- odczytać z tablicy (lub wykresu) dla odpowiedniego
V/R
3
V
=
m
ρ
Dla obu metod pomiarowych wyliczyć wartość napięcia powierzchniowego badanych cieczy i porównać otrzymane
wyniki z danymi tablicowymi. Jeśli róŜnice są duŜe podaj ich przypuszczalne przyczyny. Porównać dokładność obu
metod. Ocenić niepewności pomiarów. Wyniki przedstawić w tabeli (
σ
± ∆
σ
):
Ciecz/ wartość napięcia
powierzchniowego [jednostka]
Tabelaryczna
Metodą wzniesienia włoskowatego
Metodą stalagmometryczną
Woda destylowana
Gliceryna
Zakład Biofizyki
Strona 2
2008/2009

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin