ĆWICZENIE 8

NAPIĘCIE POWIERZCHNIOWE CIECZY.

A. Przebieg doświadczenia:

1. POMIAR NAPIĘCIA POWIERZCHNIOWEGO CIECZY METODĄ PĘCHERZYKOWĄ

.

Woda (używać wody destylowanej) wypływając z aspiratora A powoduje zmniejszenie

ciśnienia wewnątrz kolby. W wyniku wyrównywania różnicy ciśnień następuje przepływ

powietrza przez kapilarę K zanurzoną jednym końcem w badanej cieczy (glikolu etylenowym).

Dobieramy tak prędkość wypływu cieczy w aspiratorze, aby z kapilary odrywały się

pojedyncze pęcherzyki powietrza. Wielkość podciśnienia ∆p obliczamy po odczytaniu na
manometrze cieczowym M wychylenia

∆h

(różnica poziomów cieczy po obu stronach

manometru). Pomiary wykonać 10 razy.

Zasada pomiaru:

Wartość współczynnika napięcia powierzchniowego obliczamy wg wzoru:

σ = 1/2 r ∆p = 1/2 r ρ g ∆h

ρ -

gęstość cieczy (wody) w manometrze

r -

promień kapilary (r = 1 mm)

g

- przyspieszenie ziemskie

2. POMIAR NAPIĘCIA POWIERZCHNIOWEGO METODĄ ODRYWANIA.

Pomiaru dokonuje się przez rozrywanie błonki powierzchniowej wskutek rozciągania. Do metody

odrywania stosuje się najczęściej strzemiączko Lenarda. Stanowi je ramka z drutu, w której

pomiędzy punktami A i B rozpięty jest cienki drucik platynowy o średnicy 0,01 cm. Za pomocą
tego drucika z poziomu 0-0

wyciągana jest z cieczy błonka powierzchniowa w kierunku ku górze.

Zasada pomiaru:

Strzemiączko Lenarda

Przy pomocy precyzyjnej wagi torsyjnej dokonuje się pomiaru siły, która dzięki napięciu

powierzchniowemu działa na strzemiączko przy wyciąganiu z cieczy w momencie

przerwania błonki powierzchniowej. W praktyce dokonuje się pomiaru przez dwukrotne

ważenie różnicowe z błonką cieczy na druciku i bez niej.

Wykonanie oznaczenia:

•

Do pomiarów wybrać trzy z podanych cieczy: woda, woda + detergent, etanol, glikol
etylenowy, gliceryna.

•

Odblokować wagę pokrętłem po prawej stronie (O – otwarte).

•

Zważyć strzemiączko zawieszone na wadze torsyjnej – jeśli prawa wskazówka jest na

czerwonej linii wówczas lewa wskazówka wagi wskazuje masę w mg, jeśli nie, pokrętłem po

B

A

0

0

lewej stronie wagi należy doprowadzić prawą wskazówkę na czerwoną linię i z lewej skali

odczytać masę m

0

strzemiączka bez błony; wynik wpisać do tabeli.

•

Wlać badaną ciecz do naczynia, umieścić je na podnośniku pod strzemiączkiem Lenarda;

regulując podnośnik ustawić układ tak, aby drucik A-B był zanurzony tuż pod powierzchnią

cieczy; po zanurzeniu należy regulować wysokość podnośnika do momentu aż prawa

wskazówka wagi znajdzie się na czerwonej linii – układ znajduje się w równowadze;

•

Następnie przekręcać powoli lewe pokrętło (zwiększając wskazania masy na wadze) do

momentu oderwania się strzemiączka od cieczy. Odczytać masę m

i

z lewej skali. Pomiar

powtórzyć 5 razy. Przed każdym kolejnym pomiarem należy obniżyć podnośnik, osuszyć
delikatnie

•

Po pomiarze wlać badaną ciecz do odpowiedniej butelki a naczyńko umyć i osuszyć.

strzemiączko i ponownie odczytać masę m

0

, a następnie zanurzać strzemiączko jak

wyżej.

•

Wykonać pomiary dla trzech wybranych cieczy wyznaczając przed każdą zmianą cieczy

początkową masę strzemiączka m

0

.

B. Opracowanie wyników:

Ad. 1.

•

Obliczyć średnią wartość ∆h oraz standardowe odchylenie średniej S

∆h

.

•

Obliczyć współczynnik napięcia powierzchniowego glikolu etylenowego i błąd tej

wielkości korzystając z metody pochodnej logarytmicznej.

Ad 2.
•

Obliczyć wartości Δm dla poszczególnych pomiarów (w [mg] i [kg]).

•

Wyznaczyć odpowiednio różnicę sił ciężkości ΔP przyjmując g = 10 m/s

2

.

•

Obliczyć napięcie powierzchniowe cieczy dla każdego pomiaru wg podanego wzoru.

*

2

σ

∆

=

P

L

L = 3,3 cm -

długość drucika A-B

•

Obliczyć średnie wartości napięcia powierzchniowego dla każdej cieczy.

•

Odczytać z tablic napięcie powierzchniowe badanych cieczy (nie dotyczy wody z

detergentem). Zwróć uwagę na jednostki.

• Wnioski