Порядок выполнения работы:

1. Налить достаточно (порядка 2/3 объёма) воды в сосуд 3 при закрытом кране 4 и плотно закрыть сосуд пробкой.

2. Налить в пробирку 1 одну из жидкостей (эталонную или исследуемую) так, чтобы опускаемая в пробирку капиллярная трубка 2, проходящая сквозь плотно закрытую пробку, своим узким концом была опущена ниже поверхности (мениска) исследуемой жидкости не более чем на 0,5-1,0 мм.

3. Открыть кран 4 сосуда 3, чтобы вода медленно вытекала каплями или очень тонкой струйкой. При этом разность уровней жидкости в левом и правом коленах U-образной трубки манометра будет увеличиваться, показывая разность давлений, которая стремится выдуть из капилляра пузырек воздуха.

4. В момент отрыва пузырька разность уровней h жидкости в левом и правом столбике U-образной трубки манометра будет максимальна. Ее следует зафиксировать и записать в табл. 1 для соответствующей жидкости.

5. Повторить определение h для каждой из исследуемых жидкостей по три раза и занести измерения в таблицу. Следить за тем, чтобы воды в сосуде 3 было достаточно (не менее 1/3 объема), и подливать ее по мере вытекания, не забывая плотно закрывать затем сосуд пробкой (иначе пузырьки выделяться не будут).

Таблица.1. Результаты измерений.

№ опыта	Эталонная жидкость	Исследуемые жидкости
	h0, мм, вода	h1, мм розовый раствор	h2, мм голубой раствор
1	72
2	72
3	72
Среднее значение σ, мН/м	72

6. Найти средние арифметические h_сред разности высот для каждой из жидкостей.

7. Рассчитать коэффициенты поверхностного натяжения розовой и голубой жидкости (соответственно σ_роз и σ_гол) по формуле (10) и занести их в таблицу.

8. Сравнить полученные значения σ_роз и σ_гол с коэффициентами поверхностного натяжения воды и спирта (σ_спирта = 22 мН/м = 22 · 10^–3 Н/м при +20 ºС) и сделать вывод о том, какой из спиртовых растворов (розовый или голубой) больше разбавлен водой.

9. Рассчитать случайную ошибку косвенного измерения для обоих цветных растворов, пользуясь знаниями, полученными из раздела «Теория ошибок».

Контрольные вопросы:

1. Чем обусловлено возникновение потенциальной энергии поверхностного слоя жидкости? От чего зависит эта энергия?

2. Каков физический смысл коэффициента поверхностного натяжения, от чего он зависит, какова его размерность?

3. Чему равны и как направлены силы поверхностного натяжения? Каким образом проявляются эти силы и как их можно измерить?

4. Чем вызвано молекулярное давление поверхностного слоя на жидкость?

5. Каково добавочное давление под изогнутой поверхностью жидкости? Как его рассчитать?

6. Чем обусловлены явления смачивания и не смачивания? Что такое краевой угол, от чего зависит его величина?

7. Чем обусловлены капиллярные явления и как они проявляются? Как рассчитать высоту подъема (опускания) жидкости в капиллярных трубках?

8. В чем сущность газовой эмболии и каковы условия ее возникновения?

9. Какова роль поверхностного натяжения альвеолярного сурфактанта легких в процессе дыхания?

10. Опишите метод Ребиндера и получите расчётную формулу для определения коэффициента поверхностного натяжения этим методом.

11.Охарактеризуйте другие известные Вам методы определения коэффициента поверхностного натяжения жидкостей.

Решить задачи:

1. Добавочное давление Лапласа, обусловленное поверхностным натяжением воды при 20⁰С равно 96,9 кПа. Найти диаметр сферической капли тумана если σ₂₀=72,7 мН/м.

2. При определении коэффициента поверхностного натяжения методом отрыва капель было определено, что при температуре 10⁰С (σ₁₀=71,78 мН/м) перетяжка при отрыве капли дистиллированной воды имеет диаметр 6,1 мм. Определить массу капли.

3. Если в полностью смачиваемом капилляре диаметром 2,8 мм, погруженном в воду вертикально, вода поднялась на высоту 1 см, то коэффициент поверхностного натяжения воды будет равен … мН/м. (g = 9,8 м/с², плотность воды равна 10³ кг/м³).

Литература:

1. В.Г.Лещенко, Г.К.Ильич. Медицинская и биологическая физика.- Мн.: Новое знание. 2011.

2. А.Б.Крылов Поверхностное натяжение и связанные с ним явления.-Мн.:БГМУ 2008.