Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

"Уфимский государственный нефтяной технический университет"

Филиал УГНТУ в г. Салавате

Кафедра "Общенаучные дисциплины"

Согласовано утверждаю Зав. Кафедрой онд Зам. Директора по учебной работе, доцент ______________ ю.А.Жаринов г. И. Евдакимов

________________________2006 ____________________________2006

Методические указания к лабораторной работе

Определение поверхностного натяжения

жидкости с помощью сталагмометра

Дисциплина «Физика»

СОГЛАСОВАНО РАЗРАБОТАЛ

Инженер по охране труда ассистент кафедры ОНД

_____________ Г. В. Мангуткина ______________В.Г. Прачкин

___________________ 2006 __________________2006

Салават 2006

Методические указания предназначены для специальностей 140610 «Электрооборудование и электрохозяйства предприятий, организаций и учреждений», 240801 «Машины и аппараты химических производств», 240403 «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов».

Рассмотрено на заседании кафедры ОНД

Протокол №__________ от_____________2006

© Филиал Уфимского государственного нефтяного технического университета в г. Салавате

Определение поверхностного натяжения

жидкости с помощью сталагмометра

Цель работы:

"Определение поверхностного натяжения жидкости с помощью сталагмометра"

Приборы и принадлежности:

Сталагмометр 4 (рис. 5), штатив 6, секундомер, стеклянный кран 2, груша 7, колба 5, стакан, вода дистиллированная, исследуемые растворы.

Сталагмометр для определения поверхностного натяжения представляет собой толстостенную трубку с расширением в середине. Ниже и выше расширения нанесены метки (3,4). Нижняя часть трубки сталагмометра согнута, в нее впаян капилляр диаметром 0,3-0,5 мм с отшлифованным концом.

Теория метода

При небольшом перепаде давления на концах тонких трубок (капилляров) жидкость из нее вытекает отдельными каплями, имеющими одинаковые размеры и, следовательно, вес. Объясняется это тем, что на каплю, образовавшуюся в конце трубки, действуют две силы (рис. 6): сила тяжести G, зависящая от размеров капли, и сила поверхностного натяжения, пропорциональная длине окружности капилляра:

F_s= l = 2r.

Рисунок 5

Рисунок 6

Отрыв капли происходит в момент уравнивания этих сил:

G= F_s = 2r. (8)

Силу тяжести капли можно выразить через ее объем V_к и плотность жидкости :

G = mg = V_к g . (9)

Vк удобно определять, пропуская через капилляр фиксированный объем V жидкости между метками сталагмометра и считая число капель n:

. (10)

Вводя (9) и (10) в выражение (8), получаем

.

Отсюда поверхностное натяжение равно

. (11)

На практике для определения поверхностного натяжения _ж исследуемой жидкости удобно произвести счет числа капель не только этой жидкости, но и эталонной, поверхностное натяжение ₀ которой известно. Тогда, используя формулу (11) для обеих жидкостей, можно вычислить _ж:

,

где _ж и ₀- плотности исследуемой и эталонной жидкостей соответственно;

n_ж и n₀ – число капель, образующих при вытекании исследуемой и эталонной жидкостей между двумя метками.

В качестве эталонной жидкости используют дистиллированную воду.