ĆWICZENIA LABORATORYJNE Z FIZYKI

S P R A W O Z D A N I E

Temat: Pomiar współczynnika napęcia powierzchniowego metodą rurek włoskowatych.

Pomiar współczynnika napęcia powierzchniowego za pomocą stalagmometru.

para nr 8, ćwiczenie nr 13/14

Towaroznawstwo

Grupa 14

Rozpatrzmy siłę napięcia powierzchniowego dF przyłożoną do elementu brzegu powierzchni swobodnej dl. Składowa pionowa dF' tej siły stanowi przyczynek do całkowitej siły F' skierowanej pionowo w dół.

dF = δ dl

dF’ = dF sin  = δ sin  dl

stąd:

Ciśnienie p wywierane przez siły napięcia powierzchniowego otrzymuje się przez podzielenie siły F przez pole tej części płaszczyzny, która jest ogra­niczona obwodem półkuli, czyli przez pole koła S, równe пr², stąd:

Ciśnienie to jest skierowane pionowo w dół przy menisku wypukłym i dodaje się do ciśnienia p_o, stąd:

p₂ = p_o + p czyli p₂ > p₀

Przy menisku wklęsłym ciśnienie p jest skierowane pionowo w górę i dlatego

p ₁ = p_o – p czyli p₁ < p₀

C iecz zwilżająca w przewodach włosowatych podnosi się na taką wysokość h ponad poziom cieczy w połączonym przewodzie szerokim, aby niedobór ciśnie­nia pod powierzchnią wklęsłą wyrównać ciśnieniem hydrostatycznym p_h czyli: p_h = p. Z tego równania można wyliczyć współczynnik napięcia powierzchniowego. Ciśnienie hydrostatyczne p_h = h ρ g, gdzie p - gęstość cieczy, g - przyspieszenie ziemskie.

Przy pomiarach współczynników napięcia powierzchniowego cieczy wyko­rzystuje się głównie dwa zjawiska: zjawisko włoskowatości oraz zjawisko powstawania kropel przy wypływie cieczy z kapilary (rurki włoskowatej).

OBLICZENIA I POMIARY:

Pomiar współczynnika napięcia powierzchniowego metodą rurek włoskowatych

Ciecz nr	h	hśr	ρ	r	δ
	m	m	kg/m^2	m	N/m
I	1) 0,0349 2) 0,0352 3) 0,0354	0,03516	789	0,26 · 10^-3	0,03542
II	1) 0,0359 2) 0,0361 3) 0,0371	0,03636	998	0,26 · 10^-3	0,04623

Wysokość szukana: h = h₂ – h₁

Pomiar współczynnika napięcia powierzchniowego za pomocą stalagmometru

Ciecz nr	nwśr	n1śr	δw	ρ 1	ρ w	δ1	T
	m	m	kg/m^2	kg/m^2	kg/m^2	N/m	° C
I	1) 41 2) 42 3) 41	41,3333	72,28 · 10^–3	998	997,539	0,0367	23
II	1) 45 2) 46 3) 46	45,6666	72,28 · 10^–3	789	997,539	0,0332	23
III (woda destylowna)	1) 22 2) 20 3) 21	21	72,28 · 10^–3	997,539	997,539		23

Współczynnik napięcia powierzchniowego