Обоснование метода. Установка для определения коэффициента поверхностного натяжения состоит из стойки (1) с вертикальной зеркальной шкалой (2) (рис

Описание установки

Установка для определения коэффициента поверхностного натяжения состоит из стойки (1) с вертикальной зеркальной шкалой (2) (рис. 3). Перед шкалой, параллельно ей, подвешено кольцо (3) на пружине (4). Выше плоскости кольца находится не­большая чашка (5) для грузов. Над чашкой укреплен указатель (6). На стойке установлен сосуд (7), имеющий в нижней части кран (8) для слива исследуемой жидкости в сосуд (9).

Если кольцо, подвешенное на пружине, привести в соприкосновение с жидкостью, то на кольцо будет действовать сила поверхност­ного натяжения. Это проявляется в том, что при вытекании воды из сосуда пружина растягивается.

Рис. 4. Отрыв кольца

Отрыв кольца от жидкости про­изойдет в тот момент, когда сила поверхностного натяжения станет равна силе упругости пружины. Силу упру­гости пружины можно определить следующим образом: воду из сосуда слить на столько, чтобы кольцо не со­прикасалось с водой и нагрузить пру­жины так (помещая на чашку разно­вески), чтобы растяжение ее было точно таким же, как и при отрыве кольца от воды. Тогда вес разновесок будет равен силе упругости пружины, а, следовательно, и силе поверхност­ного натяжения. Разрыв поверхности пленки происходит по линии сопри­косновения кольца с поверхностным слоем жидкости. Можно видеть по рисунку 4, что разрыв поверхности жид­кости происходит по двум окружно­стям, диаметры которых равны внеш­нему и внутреннему диаметрам коль­ца. Общая линия разрыва

,

где - внешний диаметр кольца, - внутренний диаметр кольца.

Тогда, из формулы 2 можно записать:

, (3)

где P – вес разновесок.

Так как в данном случае вес разновесок равен их силе тяжести, т. е. , выражение (3) запишется в виде:

. (4)

Дата добавления: 2014-12-08