2.Опис установки

Загальний вигляд установки приведено на рис.4.

Якщо різниця рівнів в манометрі рівна h, то очевидно, що надлишок тиску в системі буде , де g = 9,819 м/с² прискорення вільного, d густина рідини, налитої в манометр. Отже, якщо рідина повністю змочує стінки капіляра (а для цього він повинен бути добре вимитий!), то = 0 і

.

Звідси,

2.1.Порядок виконання роботи

1.Ретельно вимити капіляр. Для цього надягти на нього гумову грушу, опустити капіляр в досліджувану рідину, набрати і випускати її кілька разів, поки рідина не рухатиметься в капілярі вільно.

2.Після цього налити досліджувану рідину в стаканчик, опустити туди капіляр, заздалегідь затиснувши його другий кінець пробкою, за допомогою якої капіляр потім приєднуватиметься до трубки B.

3.Не виймаючи капіляр із стаканчика, з допомогою пробки сполучити його з манометром. Рідина в капілярі підіймається і встановлюється на деякій висоті. У стовпчику рідини не повинно бути міхурів повітря, якщо вони є, тоді капіляр погано промитий і треба промити його ще раз.

4.Поволі підняти столик і довести рівень рідини в капілярі до рівня рідини в судині. Закріпити столик і здійснити відлік за манометром.

5.Виконати п.4 не менше семи разів. Покази манометра і висоту підйому столика занести в таблицю.

Опустимо кінець вузької скляної трубочки (капіляра) в досліджувану рідину, налиту в широку посудину. Оскільки вода, а також розчин спирту у воді змочує скло, то рівень рідини в капілярі буде вищим, ніж в широкій посудині. Якщо тепер тим або іншим способом збільшити зовнішній тиск над поверхнею рідини в капілярі, то можна досягти такого положення, при якому рівні рідини в широкій посудині та в капілярі порівняються. Припустимо, що для цього зовнішній тиск довелося б збільшити на величину P. Очевидно, . Вимірявши додатковий тиск P, можна обчислити коефіцієнт поверхневого натягу.

3.Опис установки

У роботі використовується метод, заснований на вимірюванні сили, яку потрібно прикласти для відриву кільця від поверхні рідини, з якою воно стикається. Вимірювання сили здійснюється за допомогою динамометра (метод Жюлі). Якщо кільце (виготовлене з матеріалу, що змочується рідиною) відривати від контактуючої з ним поверхні, то можна вважати, що відрив відбувається вздовж двох ліній – по лініях зовнішнього і внутрішнього кола кільця. Якщо внутрішній діаметр кільця d₁, а зовнішній – d₂, то сила, що утримує кільце, рівна F (рис.3). У момент відриву кільця зовнішньою силою виконується очевидна умова .

Знаючи величини d₁ і d₂, і вимірявши силу F, що відриває кільце від рідини, значення можна розрахувати за формулою:

(4)

Схематичне зображення установки для вимірювання по методу Жюлі приведене на рис.4.

На підйомному столику, закріпленому на рухомій колодці мікрометра А, який, у свою чергу, встановлений на підставі штатива, знаходиться плоска посудина з рідиною. Кільце В підвішено на пружині, верхній кінець якого закріплений на стержні С. Він може переміщатися за допомогою гвинта Д уздовж стійки штатива. До стійки штатива проти нижньої частини пружини закріплена дзеркальна пластина К з міліметровими поділками. У нижньому кінці пружини є гачок для підвішування кільця і покажчик Е у вигляді тонкої дротини. До гачка може бути підвішена тарілочка, на яку поміщаються гирі при градуюванні. Обертаючи барабан мікрометра А, піднімають столик до зіткнення поверхні рідини з кільцем і знімають покази мікрометра l₁. Потім столик починають опускати, обертаючи барабан мікрометра в протилежну сторону. Пружина розтягується і відбувається відрив кільця. Знявши покази мікрометра при відриві кільця l₂, можна визначити видовження пружини L=|l₁-l₂|. Сила, яка діяла з боку рідини на кільце, а отже і на пружину, обчислюється за формулою , де – жорсткість пружини. Щоб користуватися пружиною як динамометром, потрібно визначити коефіцієнт , тобто проградуювати пружину. Для цього роблять наступне: до нижнього кінця пружини підвішують тарілочку і визначають нульове положення покажчика. Воно відлічується по дзеркальній шкалі. При цьому зіниця ока повинна бути розташована так, щоб покажчик закривав своє віддзеркалення в дзеркалі. Потім на тарілочці послідовно поміщають гирьки 0,5 г, 1 г, 1,5 г і т.д. (до 3-х грам) і щоразу записують положення покажчика. Розділивши навантаження на відповідне йому видовження, знаходять значення коефіцієнта жорсткості .