Wyznaczanie współczynnika napięcia powierzchniowego cieczy metodą kapilary pionowej, Fizyka


Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej

Nazwisko i imię Kunz Robert

studenta:

Instytut i symbol grupy :

BDb 4.2

Data wykonania ćwiczenia:

96-11-27

Symbol ćwiczenia:

8.1

Temat zadania: Wyznaczanie współczynnika napięcia powierzchniowego cieczy metodą kapilary pionowej

Zaliczenie:

Ocena:

Data:

Podpis

1.Tabela pomiarów:

Lp.

rodzaj cieczy

T [K]

h [m]

d [m]

1

0.014

0.001214

0.033830

2

0.013

0.001250

0.032345

3

0.013

0.001179

0.030508

4

0.014

0.001286

0.035836

5

0.013

0.001179

0.030508

6

próbka 4

296,5

811,6

0.012

0.001214

0.028997

0.0312

7

0.013

0.001214

0.031413

8

0.012

0.001250

0.029857

9

0.013

0.001179

0.030508

10

0.013

0.001250

0.032345

11

0.013

0.001214

0.031413

12

0.011

0.001250

0.027369

2.Schemat układu pomiarowego:

N- naczynie z badaną cieczą

pokrętło

K- ostrze

Pomiarów dokonujemy przy pomocy zestawu przedstawionego na rysunku. Otwartą obustronnie rurkę kapilarną umocowujemy na skali i wraz z nią wstawiamy ją do naczynia N z badaną cieczą. Za pomocą pokrętła P. zanurzamy skalę do dna, a następnie podnosimy ją tak, aby ostrze K dotykało od spodu powierzchni cieczy. Wysokość h cieczy odczytujemy jako różnicę położeń menisku cieczy i kolca. Następnie odłamujemy kawałeczek kapilary w miejscu, w którym znajdowała się ciecz i przy pomocy mikroskopu mierzymy jej średnicę wewnętrzną w działkach okularu. Znając wartość działki okularu, wyrażoną w metrach, znajdujemy średnicę kapilary d. Doświadczenie powtarzamy co najmniej trzykrotnie.

3.Część teoretyczna:

Cząsteczki cieczy podlegają działaniu sił wzajemnego przyciągania. Siły te są krótkozasięgo-we. Cząsteczki znajdujące się na zewnętrznej powierzchni cieczy podlegają działaniu sił spójności tylko od cząstek leżących wewnątrz, więc wypadkowa tych sił jest różna od zera i skierowana do wnętrza cieczy - prostopadle do jej powierzchni. Siła ta powoduje, że powierzchnia cieczy dąży do tego, aby w danych warunkach być najmniejsza.

Współczynnikiem napięcia powierzchniowego nazywamy stosunek wartości siły kurczącej do długości na której działa.

Obok mechanicznej definicji napięcia powierzchniowego istnieje również definicja jej równoważna - energetyczna. Praca jaką należy wykonać, aby powiększyć pole powierzchni cieczo o ds=2ldx. Wynosi i jest równa przyrostowi energii błonki o dE, czyli:

.

Dzięki działaniu napięcia powierzchniowego każda zakrzywiona powierzchnia wywiera na ciecz dodatkowe ciśnienie, oprócz ciśnienia doznawanego przez ciecz o powierzchni płaskiej. Obliczmy jego wartość dla cieczy, której powierzchnia stanowi część sfery o promieniu R.

gdzie dl jest długością tej części obwodu elementu ds, która styka się ze ścianką.

, gdzie ,

. Otrzymujemy więc: .

Dzieląc wartość tej siły przez pole koła o promieniu r, otrzymujemy ciśnienie p równe:.

W przypadku zetknięcia się cieczy z ciałem stałym, należy uwzględnić siły z jakimi oddziaływują na siebie cząsteczki cieczy jak i siły, które występują pomiędzy cząsteczkami cieczy i ciała stałego.

W przypadku, gdy siły spójności są większe niż siły oddziaływań z naczyniem tworzy się menisk wypukły.

W przypadku odwrotnym do powyższego mamy do czynienia z meniskiem wklęsłym.

W stanie równowagi w obu przypadkach powierzchnia cieczy ustawia się prostopadle do siły wypadkowej F.

4.Opracowanie wyników pomiaru:

Obliczanie błędu względnego maksymalnego pomiaru napięcia powierzchniowego:

Pomiar napięcia powierzchniowego był pomiarem pośrednim - poprzez pomiar d i h.

Błąd względny maksymalny wynosi więc:

Obliczanie błędu względnego maksymalnego pomiaru napięcia powierzchniowego dla pomiaru najbardziej zbliżonego do średniej :

Metoda Gaussa:

Lp.

1

0.014

0.000893

-1

0.000

1

0.000000

2

0.015

0.000929

0

0.036

0

0.001276

3

0.015

0.000893

0

0.000

0

0.000000

4

0.016

0.000857

1

-0.036

1

0.001276

5

0.014

0.000893

-1

0.000

1

0.000000

6

0.015

0.000893

0

0.000

0

0.000000

7

0.015

0.000893

0

0.000

0

0.000000

8

0.013

0.000929

-2

0.036

4

0.001276

9

0.016

0.000857

1

-0.036

1

0.001276

10

0.015

0.000893

0

0.000

0

0.000000

11

0.015

0.000893

0

0.000

0

0.000000

12

0.014

0.000893

-1

0.000

1

0.000000

Średni błąd kwadratowy pojedynczego pomiaru:

Średni błąd kwadratowy średniej:

Średni błąd kwadratowy pomiaru pośredniego napięcia powierzchniowego:

Otrzymany wynik napięcia powierzchniowego wyznaczony z prawdopodobieństwem 68,3%.

Otrzymany wynik napięcia powierzchniowego wyznaczony z prawdopodobieństwem 99,7%.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Wyznaczanie współczynnika napięcia powierzchniowego cieczy metodą kapilary pionowej(1)
Wyznaczanie współczynnika napięcia powierzchniowego cieczy z
Wyznaczanie współczynnika napięcia powierzchniowego cieczy za pomocą stalagmometru
Wyznaczanie współczynnika napięcia powierzchniowego cieczy za pomocą stalagmometru, Pollub MiBM, fiz
Pomiar współczynnika napięcia powierzchniowego cieczy metodą rurek włoskowatych, Studia pomieszany b
Wyznaczanie współczynnika napięcia powierzchniowego cieczy m, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej
Wyznaczanie napięcia powierzchniowego cieczy metodą stalagmometryczną, Technologia chemiczna, Chemia
7.4, 7.4 , Pomiar napięcia powierzchniowego cieczy metodą stalagmometryczną
C6B Wyznaczanie współczynnika napięcia powierzchniowego
119, 119jkn, TEMAT: Pomiar napięcia powierzchniowego cieczy metodą
Pomiar napięcia powierzchniowego cieczy metodą stalagmomet, Technologia chemiczna, Chemia fizyczna
7.4, Pomiar napięcia powierzchniowego 7.4 , Pomiar napięcia powierzchniowego cieczy metodą stalagmom
cw 14 - Wyznaczanie napięcia powierzchniowego cieczy za pomocą wagi torsyjnej, Sprawozdania jakieś,
Wyznaczanie współczynnika lepkości dynamicznej cieczy newtonowskiej metodą Poiseuille'a
Ćw 14-Wyznaczanie napięcia powierzchniowego cieczy za pomocą wagi torsyjnej
POMIAR WSPÓŁCZYNNIKA NAPIĘCIA POWIERZCHNIOWEGO METODĄ STALAGMOMETRYCZNĄ
Pomiar współczynnika napięcia powierzchniowego metodą rurek włoskowatych
popow, hydraulika L, doświadczalne i teoretyczne wyznaczanie kształtu swobodnej powierzchni cieczy w

więcej podobnych podstron