книги из ГПНТБ / Ольвовская М.Б. Основы механики и строения вещества учеб. пособие

При быстрой накачивании воздуха процесс уменьшения удельного объема (ожатия воздуха) происходит адиабатичес­ ки, т .ѳ . бее теплообмена с окружающей средой.

Вовводя обе чаоти последнего уравнения в степень получаем

(3 )

79

Логарифмируя уравнение (5 ), получаем:

^ ß - b pr)-’6f А - Ь А •<

откуда

Однако, если не требуетоя больной точнооти, то формулу (б) можно упростить. Мы допустим неаначитѳльнув оиибку, если будем считать« что небольяая равность между числами лропороиональяа раавооти между их логарифмами (на этом допущении основан опоооб интерполяции, которым пользуется при нахожде­ нии логарифмов по таблицам).

Ѳаменяя раанооти логарифмов ревностями чиоел, получим: , Г = Р і - р ч .. .

,° f l - P r

Рі+ k -Pi — — Ь.— _ .

k-P t-k' A - А

Таким обравом, вадача оводиюя к нахождения равнооти уровней, отсчитываемых по манометру.

80

Ш, Порядок выполнения работы

Для чего, быстро накачан насосом воздух, отметить по мано­ метру величину возросшего давления, а затем наблюдать, как изменяется это давление с течением времени. Происходящее при этом уменьшение давления показывает, что при сжатии температура газа повысилась и стала вьйіе температуры ок­ ружающих тел. При понижении же температуры до комнатной

Оно будет постепенно увеличиваться. Это подтверждает, что при адиабатическом расширении Газа его температура по­ нижается. Но мере увеличения температуры газа до темпера­ туры окружающих тел увеличивается его давление.

чего:

а) закрыв кран В и открыв кран Е , накачать насосом воздух в сосуд А до разности уровней в коленах манометра в 25-30 см, после чего закрыть кран Е .

81

5 . Определить на.основании ряда проделанных измерений погрешность измерения.

1

ного натяжения, выражается в дин/см, в системе СИ - в н/м.

Очевидно, для разрыва поверхностной пленки жидкости на протяжении/f нужно приложить силу, равную произведению коэффициента поверхностного натяжения жидкости на длину

где оО - коэффициент поверхностного натяжения.

Коэффициент поверхностного натяжения жидкости эависит ос рода жидкости и от температуры.

Целью данной работы является определение коэффициента поверхностного натяжения воды при комнатной температуре.

П. Описание аппаратуры и метода измерений

Вработе используется прибор, изображаемый на рис. I .

Рио. I .

84

жении пружины указатель С двинется по икала. Внизу на спе­ циальной подставке находится сосуд с исследуемой жидкостью.

Метод отрыва кольца от поверхности жидкости заключает­ ся в"следующем. На поверхность жидкости поыещаетои кольцо, которое опускается вместе с жидкостью,’ растягивая пружину.

Пружина растягивается за очет силы поверхностного натяжения, которая равна, как мы говорили,

ИF = об ZT (%T 4)

Когда сила упругости растянутой пружины будет равна аиле поверхностного натяжения, действующей на кольцо оо стороны жадкооти, кольцо оторвется от жидкости.

as

и отсюда коэффициент поверхностного натяжения жидкости

равен

с С =

Я

a j r ( % - d )

Ш. Порядок выполнения работы

1, Укрепив строго горизонтально кольцо А , отмечают положение указателя С по шкале. Поднимая подвижной столик

(или доливая воду в сосуд Е)г добиваются, чтобы ниж­ нее основание кольца легло на поверхность кидкоотм.

Затем, отливая о помощью шланга воду, понижают ее уровень в сосуде Е и следят за передвижением указателя С по шкале. ,

Отмечают положение указателя, при котором происходит отрыв кольца от жидкости, т .е . разрыв пленки поверхностно­ го натяжения. В момент отрыва сила упругости растянутой пружины равна силе поверхностного натяжения жидкости.

2 . Накладывают на чашку К такое количество разьовѳооц при котором пружина растянется на то же число делений, на которое она растянулась для разрыва поверхностного слоя жидкости. Вес этих разновесок, таким образом, к :удот р а -. вен силе, необходимой для разрыва пленки.

Опыт проделывают не менее трех раз и беруу среднее значение Р . Данные заносят в табл. I .

Таблица I

W

5 . С помощью штангенциркуля измеряют наружный диаметр кольца , Измеренияпроизводят несколько раз в различ­ ных направлениях и берут среднее значение. Точно так же измеряют в разных местах толщину кольца d и находят сред­

нее значение. Данные заносят в табл.2.

2

3

4

Среднее

значение

4 . Вычисляют коэффициент поверхностного натяжения во­ ды в системе СГС и СИ, т .ѳ . находят силу, приходящуюся на единицу длины лиции разрыва:

5 . Вычисляют погрешность. Если при всех трех опытах получается одинаковое значение веса гирек F , то погреш­ ность а Р все-тцки не следует считать равной дулю и нужно определить ее из следующих рассуждений.

Пуоть разность отсчетов по шкале между положением указателя С , когда кольцо находится в воздухе, и в момент отрыва его от жидкости равна €t мы.

л Р д£/

8?

Р £,

6 , Записывают результат s системе СИ и СГС,

ІУ , Содержание отчета

Отчет должен включать:

1 . Краткое -описание метода определения коэффициента поверхностного натяжения, используемого в работе,

2 . Результаты наблюдений и измерений, введенные в

таблицы, 3 . Вычисление коэффициента поверхностного натяжения.

4 . Вычисление погрешностей результата.

5 . Найденное значение коэффициента поверхностного натяжения воды в системе СИ и СГС.

V

. У . Контрольные вопросы

1 . Что называется коэффициентом поверхностного на­ тяжения? Дайте два определения этой физической величины.

2 . Почему при отсутствии внешних сил капля принимает форму шара?

3 . Какое влияние на значение оС оказывает температу­ ра жидкости?

Почему при измерении силы поверхностного натяже­ ния рекомендуется пользоваться пружинными, а не рычажны­ ми весами?

Л и т е р а т у р а

Фриш С .Э ., Тшіорева А .В . "Курс общей физики", т .І Путилов К .А . "Курс физики", т . І .

88