POMIAR NAPIĘCIA POWIERZCHNIOWEGO CIECZY METODĄ ODRYWANIA PIERŚCIENIA
Cel ćwiczenia:
wyznaczenie wartości współczynnika napięcia powierzchniowego metodą odrywanego pierścienia.
Spis przyrządów:
Zestaw do wyznaczania napięcia powierzchniowego metodą odrywanego pierścienia, szalki Petriego, krystalizatory.
Zagadnienia i pytania :
1. Oddziaływania międzycząsteczkowe w cieczach
siły spójności;
promień sfery działania.
2. Napięcie powierzchniowe
definicja współczynnika napięcia powierzchniowego.
3. Ciecze zwilżające i niezwilżające.
4. Włoskowatość.
5. Metody wyznaczanie współczynnika napięcia powierzchniowego.
Literatura:
1. H. Szydłowski, Pracownia fizyczna, PWN, Warszawa, 1994
2. T. Dryński, Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki, PWN, Warszawa, 1978 3. Sz. Szczeniowski, Fizyka doświadczalna, cz. 2, PWN, Warszawa, 1980.
POMIAR NAPIĘCIA POWIERZCHNIOWEGO CIECZY
METODĄ ODRYWANIA PIERŚCIENIA
Rys. 1a. Schemat mocowania sprężyny i wskazówki, oraz zawieszenia pierścienia.
Tok postępowania podczas wykonywania ćwiczenia
.1. Zamocować wybraną sprężynę za pomocą śruby 3 (rys. 1 i rys. 1a).
2. Odczytać wartości F i x zapisane na pokrywce pudełka z elementami zestawu do wyznaczania napięcia metodą odrywanego pierścienia i wyliczyć stałą sprężyny lub wyznaczyć stałą sprężyny (patrz str. 5 - Wyznaczanie stałej sprężyny) przy użyciu koszyczka i odważników 1g, 2g i 5g, na podstawie zależności
x
k F , gdzie k jest stałą sprężyny,
F - działająca siła, x - wydłużenie sprężyny pod działaniem siły F.
Wyniki wpisać do tabeli II.
3. Zawiesić wybrany pierścień (rys. 1 i rys. 1a), włożyć wskazówkę 4 pod pierwszy zwój sprężyny (rys. 1a).
4. Na podstawce pod pierścieniem ustawić dwie szalki.
5. Nalać do wewnętrznej szalki badaną ciecz tak, aby się przelała przez jej krawędzie do większej szalki. Ma to na celu uzyskanie czystej powierzchni badanej cieczy.
6. Opuścić pierścień za pomocą pokrętła 2 (rys. 1) do pełnego zanurzenia w cieczy.
7. Powoli pokręcając pokrętłem 2 ustalić położenie, w którym na pierścień zaczynają działać siły napięcia powierzchniowego (sprężyna zaczyna się wydłużać - wskazówka przestaje się przesuwać na tle skali nr I).
8. Pokrętłem 1 ustawić „0” na skali (nr II).
9. Ponownie wolno pokręcając pokrętłem 2 doprowadzić do oderwania pierścienia od powierzchni cieczy i odczytać na skali nr II wartość wydłużenia x sprężyny.
10. Pomiar powtórzyć 10 razy i wpisać do tabeli I. Określić wartość napięcia powierzchniowego na podstawie zależności:
l 2
x
k σ
gdzie:
k
- stała sprężyny,Wyznaczanie stałej sprężyny
Rys. 2. Schemat urządzenia do wyznaczania stałej sprężyny.
W celu wyznaczenia stałej sprężyny k, czyli wartości siły przypadającej na jednostkę jej wydłużenia,
x k F
należy:
1. Zamocować sprężynę w przyrządzie za pomocą śruby 3 (rys. 2).
2. Zawiesić na jej haczyku koszyczek do skalowania sprężyny.
3. Do gniazd A i B podłączyć wskaźnik elektroniczny.
4. Przy pomocy pokrętła 2 opuścić sprężynę z koszyczkiem tak, aby nieobciążony koszyczek dotknął powierzchni miedzianej blachy - (zapali się dioda wskaźnika elektronicznego).
5. Pokrętłem 1 ustawić „0” na skali (nr II).
6. Umieścić w koszyczku odważnik 1g i powoli, kręcąc pokrętłem 2
w przeciwnym kierunku, podnosić koszyczek do momentu oderwania się od blachy (zgaśnięcia diody wskaźnika elektronicznego).
7. Odczytać na skali (nr II) wydłużenie sprężyny x.
8. Wykonać pomiary dla odważników 2g i 5g, powtarzając je kilkakrotnie dla każdego odważnika (3 do 5 razy).
Tabele pomiarowe:
Tabela I. Wyznaczanie napięcia powierzchniowego.
Lp. x [m]
x
[m] k [N/mm] F [N] l [m] [N/m] Rodzaj cieczy 1.. . . 10.
Tabela II. Wyznaczanie stałej sprężyny.
Lp. x [m]
x
[m] m[kg] F [N] k [N/mm]1.
. . . 10.
WARTOŚĆ NAPIĘCIA POWIERZCHNIOWEGO
