Определение коэффициента поверхностного натяжения по способу отрывания кольца СПБГМТУ. Laba 4 Подготовка. Определение коэффициента поверхностного натяжения по способу отрывания кольца
 Скачать 36.04 Kb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Санкт-Петербургский государственный МОРСКОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ университет отчет по лабораторной работе №7 по дисциплине «Физика» Тема: Определение коэффициента поверхностного натяжения по способу отрывания кольца
Санкт-Петербург 2021 Цель работы. Изучение поверхностных свойств жидкостей и ознакомление с одним из методов измерения коэффициента поверхностного натяжения. Приборы и принадлежности. Динамометр со шкалой, подвешенный на вертикальном штативе. К динамометру прикрепляется дужка, на которую подвешивается кольцо. Под этим кольцом находится поднимающийся и опускающийся столик, высота которого регулируется винтом. На столик ставится чашка с водой. Штангенциркуль для измерения внутреннего и внешнего диаметров кольца. Описание экспериментальной установки. Прибор состоит из стеклянного цилиндра, наполненного касторовым маслом. Цилиндр снабжен шкалой, по шкале определяется путь l, пройденный шариком в жидкости. На цилиндре имеются две метки, отстоящие на расстояние l. Движение между двумя метками считать равномерным. Основные теоретические положения. Вязкость (внутреннее трение) жидкостей выражается в свойстве оказывать сопротивление перемещению их слоев друг относительно друга и возникновении сил трения между слоями жидкости. Сила трения направлена по касательной к поверхности соприкосновения слоев и описывается законом Ньютона производная скорости по нормали к слоям. Внутреннее трение в газах определяется переносом импульса при переходе молекул из одного слоя газа в другой. На движение молекул в жидкости, сильно влияет межмолекулярное взаимодействие, ограничивающее их подвижность. Молекула жидкости большую часть времени совершает колебания около положения равновесия внутри небольшого объема. Поэтому во внутреннее трение в жидкости дополнительный вклад дает взаимодействие между молекулами слоев жидкости. Как следствие, вязкость жидкостей в очень сильной степени зависит от температуры. С ростом температуры подвижность молекул жидкости возрастает, а вязкость падает, т.к. с увеличением температуры тепловое движение молекул усиливается, а среднее время “оседлой жизни” молекулы (время релаксации) уменьшается. Сила сопротивления движению тела в вязкой среде. В вязкой среде на движущееся тело действует сила сопротивления, направленная противоположно скорости тела. При небольших скоростях и небольших размерах тела эта сила обусловлена вязким трением между слоями среды и пропорциональна скорости тела. Для шара радиуса R коэффициент сопротивления определяется формулой Стокса. При движении тела в вязкой среде происходит рассеяние (диссипация) его кинетической энергии. Слои жидкости, находящиеся на разном расстоянии от движущегося тела, имеют различную скорость. Слой жидкости, находящийся в непосредственной близости от поверхности движущегося тела, имеет ту же скорость, что и тело, по мере удаления от него скорость слоев жидкости плавно уменьшается. Порядок выполнения работы. 1. Установить прибор так, чтобы плоскость кольца была горизонтальной. Опустить кольцо в жидкость, для чего вращением винта d поднять столик K. 2. Медленно опустить сосуд с водой. В момент отрыва кольца от жидкости заметить положение указателя n по шкале. 3. Для определения F упругости положить на чашку груз такого веса P, чтобы проволочка растянулась до положения отрыва кольца. Опыт выполнить 6 раз. 4. Измерить внешний диаметр D1 и толщину. 5. Вычислить σ для каждого опыта. 6. Найти среднее арифметическое значение величины σ и среднюю квадратичную погрешность Выполнение работы. Выводы. |