Завдання. 1. Промити капілярну трубку спиртом, а потім досліджуваною рідиною і, піднімаючи столик 5, торкнутися капіляром до поверхні досліджуваної рідини.

1. Промити капілярну трубку спиртом, а потім досліджуваною рідиною і, піднімаючи столик 5, торкнутися капіляром до поверхні досліджуваної рідини.

2. Опустити столик 6 таким чином, щоб рівень рідини в посудині, розташованій на цьому столику, знаходився нижче зрізу трубки 2. При цьому в системі встановлюється атмосферний тиск.

3. Встановити рівень рідини в манометрі на нульову відмітку.

4. Піднімаючи столик 6, сумістити меніск в капілярі з рівнем досліджуваної рідини в посудині.

5. Зробити відлік положення рідини по шкалі похилої трубки 7 мікроманометра. Трубка мікроманометра встановлюється під кутом до горизонтальної поверхні для збільшення точності вимірювання тиску. Тиск, вимірюваний мікроманометром, дорівнює:

, (4)

де – відлік по шкалі манометра, – густина рідини, яка знаходиться в манометрі, – прискорення вільного падіння.

6. Вирахувати поверхневий натяг рідини σ за формулою:

, (5)

яку отримали з врахуванням (3) і (4).

7. Радіус r капіляру дається як постійна приладу.

8. Повторити дослід не менше 5-ти разів і визначити середнє значення .

9. Оцінити похибку визначення .

Контрольні запитання:

1. Який фізичний зміст поверхневого натягу ?

2. Як пояснити існування сил поверхневого натягу?

3. Яка методика визначення додаткового тиску в капілярі?

Лабораторна робота №2.05. Визначення залежності поверхневого натягу розчинів від концентрації і температури методом максимального тиску

Метод вимірювання

Поверхневий натяг , фізичний зміст якого розглянуто в роботі №2.04, залежить від хімічного складу рідини і її температури. Із збільшенням температури зменшується і досягає нуля при критичній температурі.

Рис. 2.6

Суть даного методу визначення полягає у вимірюванні тиску в бульбашці повітря, що протискується з вузького каналу трубки в досліджувану рідину. Прилад (рис. 2.6) складається з щільно закритої посудини 1, в яку налито деяку кількість досліджуваної рідини, манометра 2 і наповненого водою аспіратора 3. Повітряний простір посудини 1 з’єднаний гумовими трубками через розподільник 4 з манометром і аспіратором. В посудині 1 встановлено трубку 5 з вузьким вихідним каналом на кінці таким чином, щоб цей кінець знаходився дещо нижче від поверхні рідини (на 0, 5 мм). За допомогою крану 6 всю систему можна з’єднати з атмосферою. Посудину 1 поміщають в термостат 7. Якщо легко відкрити кран 8, попередньо закривши кран 6, то з аспіратора почне повільно витікати вода, а у верхній частині аспіратора і у з’єднаній з ним посудині 1 та у правому коліні манометра тиск повітря почне зменшуватися. При досягненні певного степеня розрідження повітря надлишок атмосферного тиску проштовхує через вихідний канал трубки 5 бульбашку повітря. Це відбувається тоді, коли різниця тисків атмосферного повітря у відкритій трубці 5 і повітря в посудині 1, яка вимірюється різницею рівнів рідини в манометрі, зрівноважує тиск, викликаний силами поверхневого натягу рідини, що оточує утворювану бульбашку, внаслідок кривизни її шару на границі з бульбашкою. Тиск обумовлений кривизною поверхні рідини, пропорційний, як відомо, поверхневому натягу . Значить, в момент відриву бульбашки виконується співвідношення:

, (1)

де – різниця тисків, що вимірюється манометром, – коефіцієнт пропорційності, який залежить від розмірів вихідного отвору трубки і є постійною величиною даного приладу. Для визначення необхідно провести дослід з рідиною, поверхневий натяг якої відомий, наприклад, з водою. Тоді, підставивши відповідне значення і в формулу (1), одержимо остаточне значення для визначення поверхневого натягу:

. (2)