Мета роботи: навчитися визначати коефіцієнт поверхневого натягу рідини раз-особистими методами.
1 .Бюретка з краном.
3.Сосуд для збору крапель.
5.Масштабная лінійка. 6.Мілліметровая папір.
Молекули в рідині розташовані на відстанях, при яких проявля-ється дія їх сил взаємного тяжіння один до одного. Потенційна енергія взаємодії молекул рідини приблизно дорівнює їх кінетичної енергії. У розташуванні молекул рідини є ближній порядок - упорядковане распо-ложение її молекул в невеликому обсязі. Кожна молекула рідини коливається біля положення рівноваги 10 -11 с, з якого стрибком переходить до нового по-додатком рівноваги. Відстані між молекулами рідини можна порівняти з диамет-ром молекул.
Основні властивості рідини: має власний обсяг, плинність, хруп-кістка, практично не стискається, на кордоні з газом утворює вільну поверх-ність. Більшість властивостей рідкого стану речовини ближче до властивостей твер-дого стану, ніж до властивостей газоподібного.
Усередині рідини (див. Рис. 1) сили тяжіння на одну молекулу М1 з боку сусідніх з нею молекул, взаємно компенсуються. На молекули поверхневого шару рідини М2 діють неврівноважені сі-ли тяжіння до молекул, розташованим всередині рідини. Наявність цих сил призводить до поверхневого натягу.
Поверхневий натяг вимірюється силою F, що припадає на одиницю довжини контуру l. що обмежує цю поверхню, і діє за касатель-ної до цієї поверхні. Сила поверхневого натяженіяF прагне скоротити площу вільної поверхні рідини до мінімуму.
де σ = F / l- коефіцієнт поверхневого натягу рідини (в н / м).
При скороченні площі вільної поверхні рідини відбувається робота:
Методи визначення коефіцієнта поверхневого натяженіяМетод відриву крапель.
Досвід здійснюють за допомогою установки (див. Рис.2). Установка для визначення коефіцієнта поверхневого натягу складається з штатива, на якому встановлена бюретка з досліджуваної рідиною. Бюретка (від англ. Burette) - тонка проградуірованная скляна трубка ємністю зазвичай 50 мл, відкрита на одному кінці і забезпечена скляним або тефлоновим запірним краном на іншому. Призначена для точного вимірювання невеликих об'ємів рідини. Великі ділення нанесені через кожен мілілітр, а дрібні - через 0,1 мл. На кінці бюретки знаходиться наконечник-трубка, в якій знаходиться дослі-дуємо рідина.
Відкриваючи кран бюретки так, щоб з бюретки повільно падали краплі. Перед моментом відриву краплі сила тяжіння її P = mg дорівнює силі поверхневого натягу F, межа вільної поверхні-окружність шийки краплі, P = F. Отже, F = mкап g, тому σ = m кап g / d. Досвід показує, що dкап = 0,9 d, де d-діаметр каналу вузького кінця бюретки.
Метод підйому води в капілярах
Капілярними явищами називають підйом або опускання рідини в трубках малого діаметра - капілярах (див. Рис.3). Змочуючі рідини піднімаються по капілярах, що не змочують - опускаються. Підйом рідини в капілярі триває до тих пір, поки сила тяжіння діє на стовп рідини в капілярі, не стане рівною за модулем результуючої Fн сил поверхневого натягу, що діють уздовж кордону зіткнення рідини з поверхнею капіляра: Fт = Fн. де Fт = mg = ρhπr 2 g, Fн = σ2πr Звідси випливає: h = 2? ? / Ρrg.
Чому поверхневий натяг залежить від виду рідини.
У двох однакових пробірках знаходиться однакова кількість крапель води. В одній пробірці вода чиста. а в інший - з надбавкою мила. Чи однакові обсяги відміряних крапель. Відповідь обґрунтуйте.
3. Чи зміниться результат обчислення, якщо діаметр каналу трубки буде менше.
4. Яку рідину можна налити в стакан вище країв?
5. Між двома стовпами натягнута мотузка. Як зміниться прогин мотузки, якщо вона намокне від дощу?
Лабораторна робота №6
ВИЗНАЧЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЄМКОСТІ КОНДЕНСАТОРА
Мета роботи: н аучітся вимірювати електроємність конденсатора.
Набір конденсаторів.
Мікроамперметр.
Джерело постійного струму
З'єднувальні дроти.
Найважливішою характеристикою будь-якого конденсатора є його електричні-ська ємність С. Електроємність провідника показує залежність заряду наелектризованого провідника від розмірів, форми провідника і зовнішніх умов. Через міряється ставленням заряду З конденсатора до різниці потенціалів U між його обкладинками:
Виражається З в Фарада (Ф).
Конденсатор - це прилад для накопичення зарядів і енергії .Формула ємко-сти плоского конденсатора
де ε0 - діелектрична проникність вакууму, ε- діелектрична проникність середовища (відносна), S-площа обкладки конденсатора, d - відстань між обкладками конденсатора.
Ємність конденсатора можна визначити дослідним шляхом.
Частина 2.
Якщо заряджати конденсатор постійної ємності від одного джерела струми, а потім розряджати його через гальванометр, то стрілка гальванометра щоразу буде відкидатися за шкалою на одне і те ж число поділок. У конденсатора іншої ємності покидьок стрілки гальванометра буде іншим. Маючи конденсатори відомої ємності, можна переконатися, що ємність конденсатора прямо пропорційна числу поділок n, на яке відкидається стрілка гальванометра:
Порядок виконання роботи
Скласти електричне коло за схемою (рис. 1) В ланцюга встановити один з конденсаторів відомої ємності.
Зарядити конденсатор, потім швидко розрядити його на гальванометр і замітати за його шкалою максимальне відхилення стрілки, відраховуючи число поділок n.
Досвід повторити для більш точного визначення числа поділок 2-3 рази і знайти
відносини знайденого кількості поділів до відомої ємності взятого конденсатора
k = n / С (4)
Виконати досвід з конденсатором невідомої ємності, знайти її, використовуючи формулу:
Сx = nx / k (5)
Результати вимірювань і обчислень записати в звіт.
1. Конденсатор в перекладі - «згущувач». З якої причини приладу дано таку назву?
2. Чому ємність конденсатора постійна?
3.Отчего і як залежить ємність найпростішого конденсатора? Запишіть формулу тієї ємності.
4. Як зміниться електроємність конденсатора, якщо зменшити площу однієї з го обкладок в два рази, а відстань між обкладинками в три рази?
5.Одна з пластин плоского конденсатора з'єднана з електрометром, друга заземлена. Як зміняться показання електрометром а) при зближенні пластин; б) при введенні діелектрика.
1.Какой конденсатор називається плоским? Чому дорівнює його ємність?
2. Яку небезпеку являють собою знеструмлені ланцюги з наявними в них конденсаторами?
3.Ізменіться чи різниця потенціалів пластин плоского конденсатора, якщо одну з них заземлити?
4.Два конденсатора ємністю 5 та 7 мкФ послідовно приєднані до джерела з різницею потенціалів 200 В. Які будуть заряди і різниця потенціалів батареї, якщо конденсатори від'єднати від джерела і з'єднати паралельно?
5. Одна з пластин плоского конденсатора з'єднана з електрометром, друга заземлена. Як змінюватися показання електрометрії при переміщенні однієї з пластин паралельно іншій пластині?