Лабораторная работа №8. Оборудование: 1) чувствительный динамометр для измерения поверхностного натяжения жидкости; 2) стакан химический 250 мл; 3) термометр химический от –10 до

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ.

Оборудование: 1) чувствительный динамометр для измерения поверхностного натяжения жидкости; 2) стакан химический 250 мл; 3) термометр химический от –10 до +110°С; 4) электроплитка лабо­раторная; 5) штатив лабораторный; 6) пинцет; 7) вода кипяченая около 0,5 л в колбе.

В работе применяется чувствительный динамометр. Он состо­ит из корпуса 1 с установленной на нем шкалой 2, рассчитанной на 10,5 мН, ценой деления 0,5 мН, и цилиндра 3 с закрепленной на нем пружиной из тонкой проволоки. На свободном конце пружины имеется крючок и стрелка-указатель. Цилиндр с пружиной можно перемещать и закреплять на разной высоте относительно корпуса с помощью зажимного винта 4. Это позволяет легко устанавливать стрелку динамометра на нуль.

В комплект прибора входит стержень 5, предназначенный для крепления прибора в муфте штатива, и пять латунных проволочных скоб разной длины. Скобы имеют петли для подвешивания их к крючку динамометра. Кроме того, к прибору прилагается подъем­ный столик 6.

Для хранения динамометр, набор скоб и стержень укладывают в специальную коробку-футляр и закрывают крышкой.

Выполнение работы.

Собрать установку. На крючок динамометра с помощью пин­цета подвешивают скобу и, отпустив зажимный винт, перемещают цилиндр с пружиной так, чтобы стрелка–указатель установилась против нулевого деления шкалы. В этом положении цилиндр за­крепляют.

Заполняют химический стакан кипяченой водой, ставят его на подъемный столик, измеряют температуру воды (воду желательно охладить до 10°С). После этого закрепляют динамометр так, чтобы подвешенная к его крючку скоба находилась на расстоянии 2–2,5 см от поверхности воды. Потом аккуратно рукой поднимают стакан до тех пор, пока вся скоба смочится водой. Затем осторожно, чтобы не разорвать стенку, образовавшуюся на скобе, ставят стакан на подъемный столик. С помощью винта медленно опускают столик вместе со стаканом. При этом следят за показаниями стрелки ди­намометра и отмечают максимальное значение силы поверхност­ного натяжения F, действующей на скобы. Опыт повторяют 2–3 раза, берут среднее значение силы и вычисляют коэффициент по­верхностного натяжения воды по формуле

где l – длина скобы. Далее опыт повторяют еще несколько раз, уве­личивая каждый раз температуру воды на 5°С. Для этого изменяют установку, отпускают муфту штатива, поднимают динамометр на 3– 4 см и закрепляют его в этом положении. Затем переносят стакан на электроплитку и нагревают воду на 5°С, снова ставят стакан с водой на подъемный столик и определяют силы поверхностного на­тяжения, как было описано выше. Результаты измерений и вычислений заносят в таблицу.

№ опыта
Т, ˚С
F, 10^-4 Н
α, 10^-3Н/м

На основании полученных данных строят график зависимости коэффициента поверхностного натяжения от температуры. Анализ погрешностей не производят.

Лабораторная работа №9

ИЗУЧЕНИЕ ГАЗОВЫХ ЗАКОНОВ.

Оборудование: 1) Прибор для изучения газовых законов, 2) термометр, 3) электроплитка, 4) банка стеклянная, 5) градуиро-вочные графики.

Выполнение работы

1.1. Подготовить к работе источник давления (ИД).

1.1.1. Извлечь из упаковки источник давления ИД, произвести внешний осмотр прибора и убедиться в отсутствии механических повреждений.

1.1.2. Подсоединить шланг к штуцеру ИД. Зажать шланг рукой и вращая винт по часовой стрелке сжать сильфон. Отпустить шланг, при этом должно ощущаться характерное шипение сжатого воздуха. Шланг и сильфон герметичны, можно приступать к работе.

1.1.3. Установить вращающимся штоком мерную линейку в начальное положение. Зависимость объема газа в сильфоне от сте­пени сжатия для ИД прилагается к установке.

1.2. Подготовить к работе преобразователь давления школь­ный (ПДШ).

1.2.1. Извлечь ПДШ из упаковки, произвести внешний осмотр и убедиться в отсутствии механических повреждений.

1.2.2. Надеть конец соединительного шланга на штуцер ПДШ. Обрезать или использовать более длинный шланг не разрешается, т.к. это ведет к дополнительной погрешности измерения.

1.2.3. Подготовить источник питания.

1.2.4. Подготовить измерительный прибор (микроамперметр).

1.2.5. Подсоединить клеммные наконечники выводных про­водников ПДШ «–ПИТАНИЕ+» к источнику питания (последний должен быть выключен).

1.2.6. Подсоединить клеммные наконечники «–ВЫХОД+» к измерительному прибору.

1.2.7. При выполнении п.п.1.2.5, 1.2.6 соблюдать полярность подключения.

1.2.8. Ручку «УСТ 0» установить в среднее положение.

1.2.9. Включить источник питания.

1.2.10. Вращая ручку «УСТ 0» установить стрелку микроам­перметра на нулевую отметку шкалы.

1.3. Перед проведением измерений необходимо предваритель­но прогреть преобразователь в течение не менее 5 мин.

1.4. Если необходимо, ручкой «УСТ 0» откорректировать положение стрелки микроамперметра (установить 0).

1.5. Прибор готов к работе.

2.1. Изучение закона при Т = const.

2.1.1. Провести установку 0 (по п.1.2.10.).

2.1.2. Вращая винтовой шток вращать сильфон. Отклонение стрелки микроамперметра будет пропорционально давлению, созда­ваемому сильфоном. Изменения величин давления и объема опре­делить, пользуясь прилагаемыми к прибору графиками.

2.2. Изучение закона при V= const.

2.2.1. Отсоединить шланг от ИД.

2.2.2. Вращающимся штоком установить мерную линейку в начальное положение.

2.2.3. Вновь надеть шланг на штуцер ИД.

2.2.4. Включить источник питания.

2.2.5. Перед проведением измерений необходимо предвари­тельно прогреть преобразователь в течение не менее 5 мин.

2.2.6. Ручкой «УСТ 0» откорректировать положение стрелки микроамперметра (установить 0).

2.2.7. Подготовить горячую воду и термометр.

2.2.8. Воду нужной температуры залить в отверстие в крышке корпуса ИД.

2.2.9. Через 5 мин., необходимых для установления теплового равновесия, измерить температуру воды внутри корпуса ИД.

2.2.10. Произвести отсчет показаний по шкале стрелочного прибора (микроамперметра) и определить давление, пользуясь градуировочными графиками, прилагаемыми к прибору.

2.3. Изучение закона при р = const.

2.3.1. Провести установку 0 (по п.1.2.10).

2.3.2. Подготовить горячую воду и термометр.

2.3.3. Горячую воду залить в отверстие в крышке корпуса ИД.

2.3.4. Дождаться установления теплового равновесия.

2.3.5. Снять показания термометра, определить давление р₁ и объем.

2.3.6. Дождаться снижения температуры на 5°С и изменить объем так, чтобы восстановить начальное давление p₁.

2.3.7. Проделать П.2.3.6. не менее 5 раз.

3.1. Построить графики полученных зависимостей

Лабораторная работа №10

Дата добавления: 2014-11-07