Назва роботи: ПОВЕРХНЕВЕ НАТЯГ РІДИН
Предметна область: Фізика
Опис: Тема: ПОВЕРХНЕВЕ НАТЯГ РІДИН Мета: Вивчення поверхневого натягу рідин і визначення коефіцієнта поверхневого натягу. Теорія. Розглянемо сили діють на молекули одна з котор.
Розмір файлу: 123.5 KB
Роботу скачали: 61 чол.
Тема: ПОВЕРХНЕВЕ НАТЯГ РІДИН
Мета: Вивчення поверхневого натягу рідин і визначення коефіцієнта поверхневого натягу.
Розглянемо сили, що діють на молекули, одна з яких знаходиться в глибині рідини, а інша # 150; у її поверхні всередині тонкого прикордонного шару (рис.1). Молекула відчуває дію сил тяжіння з боку інших молекул, симетрично розташованих навколо неї. Рівнодіюча сил тяжіння в цьому випадку дорівнює нулю. Молекула. розташована біля поверхні рідини, оточена молекулами тієї ж рідини не з усіх боків. Отже, рівнодіюча сил тяжіння відмінна від нуля і спрямована в бік рідини нормально до її поверхні і рідина як би прагне втягнути в себе молекули, тобто зменшити свою поверхню.
Для переміщення молекули з глибини рідини на її поверхню необхідно зробити роботу з подолання сил зчеплення між молекулами, ця робота витрачається на збільшення поверхні рідини на нескінченно малу величину необхідно затратити роботу
де - коефіцієнт поверхневого натягу, який чисельно дорівнює роботі, необхідної для збільшення площі поверхні рідини при постійній температурі на одиницю. Знак - вказує на те, що збільшення поверхні () супроводжується негативною роботою, яку здійснюють зовнішньою силою над рідиною. Ця робота витрачається на зміну потенційної енергії молекул s. утворюють поверхневий шар. Енергія, що приходить на одиницю поверхні рідини, називається коефіцієнтом поверхневого натягу.
Будь-яка система прагне до такого з можливих для неї станів, при якому її потенційна енергія мінімальна. В даному випадку це стан досягається, коли площа її поверхні має найменше для даного обсягу значення. Якщо рідина зовсім вільна, т. Е. Не обмежена стінками судини і не схильна до дії зовнішніх силових полів, то будь-який обсяг рідини прагне прийняти форму сфери, так як з усіх тел заданого обсягу сфера має найменшу поверхню. Це означає, що повинні існувати сили, що перешкоджають збільшенню поверхні рідини. Ці сили називаються силами поверхневого натягу.
Будь-яка система прагне до такого з можливих для неї станів, при якому її потенційна енергія мінімальна. В даному випадку це стан досягається, коли площа її поверхні має найменше для даного обсягу значення. Якщо рідина зовсім вільна. тобто не обмежена стінками судини і не схильна до дії зовнішніх силових полів, то будь-який обсяг рідини прагне прийняти форму сфери, так як з усіх тел заданого обсягу сфера має найменшу поверхню. Це означає, що повинні існувати сили, що перешкоджають збільшенню поверхні рідини. Ці сили називаються силами поверхневого натягу.
Однак великі об'єми рідини не приймають форму сфери, так як сила тяжіння значно перевершує сили поверхневого натягу. У відомому досвіді Плато вага рідкої краплі врівноважується архимедовой виштовхує силою. Для цього в розчин спирту з водою Плато додав невелике кількість не розчиняється в ньому маслинової олії. При цьому концентрація розчину приймалася такою, щоб його щільність дорівнювала щільності масла. У цьому випадку вага краплі врівноважувався виштовхує силою і поверхневий натяг ставало єдиним фактором, що визначає її форму: крапля масла брала форму кулі.
Проілюструємо дію сил поверхневого натягу дослідами з тонкими рідкими плівками. У цих дослідах явища, пов'язані поверхневий натяг, можна вивчати в найбільш чистому вигляді, оскільки виключаються ефекти, зумовлені об'ємними властивостями тел.
Візьмемо дротяну рамку, сторона якої рухома (рис.2). Якщо опустити рамку в мильний розчин, вона затягнеться тонкою плівкою. Плівка прагне скоротити свою поверхню і переміщує рухому поперечину на відстань. Щоб повернути рамку в початкове положення, до перекладині потрібно прикласти силу. рівну подвоєною силою поверхневого натягу F (силу F подвоюємо, так як плівка має дві поверхні). Робота, досконала силою. дорівнює:
За визначенням поверхневого натягу робота може бути представлена у вигляді:
Прирівнюючи вирази (3) і (4), отримаємо:
Таким чином, коефіцієнт поверхневого натягу може бути визначений так само. як величина, що дорівнює силі, що діє по дотичній до поверхні рідини, що припадає на одиницю довжини розділу.
Затягнемо дротове кільце плівкою і помістимо на неї петлю з гнучкої нитки. Спочатку нитку приймає довільну форму. Якщо зруйнувати плівку всередині петлі, вона розтягується в коло. Це показує, що сили поверхневого натягу нормальні до лінії розділу.
Температурна залежність коефіцієнта поверхневого натягу для більшості рідин виражається наступною лінійною функцією:
(6)
де - коефіцієнти поверхневого натягу при і відповідно; # 150; коефіцієнт, що залежить від властивостей рідини. Рівняння (6) показує, що коефіцієнт поверхневого натягу зменшується з підвищенням температури рідини. Дійсно, з підвищенням температури середня відстань між молекулами збільшується, внаслідок чого сили молекулярної взаємодії, а отже, і сили поверхневого натягу, слабшають.
Методика визначення коефіцієнта поверхневого натягу.
Метод крапель. Якщо обсяг рідини малий, то вона приймає форму близьку до сферичної, так як в цьому випадку сили поверхневого натягу перевищує силу тяжіння завдяки малій масі рідини. Сферичну форму мають, наприклад, краплі, що виходять з трубки невеликого діаметру. Крапля поступово зростає, але не відривається, поки сила поверхневого натягу перевищує силу тяжіння краплі. При деяких розмірах краплі, коли її вага досягає величина, яка дорівнює силі поверхневого натягу, крапля відривається. Отже, в момент відриву справедливо рівність (5):
(7)
де l # 150; периметр шийки краплі в момент відриву; r - радіус шийки. Периметр шийки не подвоїться, так як крапля, на відміну від плівки, має одну поверхню.
Визначивши вага краплі і радіус її шийки в момент відриву, можна легко розрахувати за формулою (7).
Визначити поверхневий натяг рідини методом відриву крапель з бюретки, в якій знаходитися досліджувана рідина. Кран відкривається таким чином, щоб з бюретки падали краплі.
Перед моментом відриву краплі сила тяжіння її дорівнює силі поверхневого натягу, тобто
де d # 150; діаметр краплі, можна записати
d б # 150; діаметр каналу вузького кінця бюретки.
Методика виконання завдання:
- Зібрати установку і наповнити бюретку водою.
- Виміряти діаметр каналу вузького кінця бюретки за допомогою штангенциркуля.
- Визначити масу порожнього судини для збору крапель (m1).
- Під бюретку підставити зважений посудину і плавно відкриваючи кран, відрахувати 50 крапель.
- Виміряти масу посудини з краплями, визначити масу крапель m2
- Знаючи кількість крапель n. розрахувати масу однієї краплі.
- Досвід повторити 2 рази з кількістю крапель 70 і 100.
- Обчислити коефіцієнт поверхневого натягу води по формулі)
- Результати вимірювань і обчислень записати в таблицю.
- Знайти середнє значення σ. порівняти отриманий результат з табличним значенням.
- Дайте визначення коефіцієнта поверхневого натягу.
- Як залежить коефіцієнт поверхневого натягу від температури? Чому?
- Яку форму приймає рідина малих обсягів під дією сил поверхневого натягу і чому?
- Чи зміниться результат обчислення, якщо діаметр каналу трубки буде менше? Чому?
2. Александров Н.В. Яшкін А.Я. «Курс загальної фізики. Механіка. »- Просвітництво, М. +1978 # 150; 416с.
А також інші роботи, які можуть Вас зацікавити
Коефіцієнт втрат однієї зубчастої пари при ретельному виконанні і належної мастилі не перевищує зазвичай 001. Коефіцієнт навантаження: Cg = 1. sH limшестерня = 2 x 235 70 = 540 Мпа; sH limколесо = 2 x 262 70 = 594 Мпа; SH коефіцієнт безпеки SH = 11; ZN коефіцієнт довговічності враховує вплив ресурсу. тривалість зміни; kг = 085 коефіцієнт річного використання; kс = 06 коефіцієнт добового використання.
Визначаємо за формулою де ККД швидкохідної ступені циліндричного редуктора; приймаємо; ККД тихохідної ступені циліндричного редуктора; приймаємо; ККД конічної передачі; приймаємо; ККД однієї пари підшипників; приймаємо; k число пар підшипників в механізмі; k = 3 Визначаємо вихідну потужність приводу Тоді потрібна потужність двигуна Вибираємо двигун ДПМ25Н1 Н205 Загальний вигляд електродвигуна його габаритні і приєднувальні розміри представлені на рис. Визначаємо передавальне відношення циліндричного редуктора.
Сучасний світ влаштований так, що інформаційна взаємодія, обмін інформацією є найважливішими компонентами, які забезпечують добробут і розвиток суспільства. Витрати на розвиток і підтримку інфраструктури такої взаємодії досить істотні і з метою зниження таких витрат прийшли до розуміння необхідності комплексного вирішення завдань інформаційної взаємодії
Метою даної курсової роботи є розробка бази даних підрозділу обліку основних засобів підприємства. За підсумками виконання даної роботи повинна вийти інформаційна система, яка задовольняє сучасним вимогам і спрощує роботу працівників бухгалтерії з обліку основних засобів сільськогосподарського підприємства.