Ćwiczenie 21

Temat: Wyznaczanie napięcia powierzchniowego mydła za pomocą wagi torsyjnej.

ZAGADNIENIA KOLOKWIALNE:

1. Siły Van der Waalsa między cząsteczkami cieczy.

2. Napięcie powierzchniowe cieczy, definicja jednostki w układzie SI.

3. Pomiar napięcia powierzchniowego za pomocą wagi torsyjnej.

4. Dyskusja błędów pomiarowych. Planowanie i optymalizacja pomiaru.

WYKONANIE DOŚWIADCZENIA:

1. Zawiesić ramkę R na belce wagi torsyjnej W, zrównoważyć wagę i odczytać jej wskazanie m₁.

2. Na stoliku S statywu P ustawić naczynie N z roztworem mydła. Stolik podsunąć pod ramkę R tak, by zanurzyła się ona w roztworze. Następnie opuszczać stolik aż do momentu kiedy między bokiem b ramki, a powierzchnią cieczy wytworzy się błona o wysokości 1-3 mm. Zrównoważyć wagę i odczytać jej wskazanie m₂.

3. Pomiar m₂ powtórzyć kilka razy przy rożnych wysokościach błony a. Przeanalizować uzyskane wyniki i zdecydować czy jest konieczne wykonanie serii pomiarów m₂.

4. Wyjąć ramkę z roztworu i zmierzyć suwmiarką długość jej boku b.

5. Obliczyć napięcie powierzchniowe σ:

, gdzie g jest przyspieszenie ziemskim.

6. Powtórzyć pomiary dla kilku ramek różniących się długością boku b. Obliczyć wartość średnią σ dla danego roztworu.

WSKAZÓWKI DO DYSKUSJI BŁĘDÓW:

• obliczyć błąd maksymalny dla wybranego pomiaru σ posługując się metodą pochodnej logarytmicznej. Ocenić wpływ błędów pomiaru wielkości prostych na błąd pomiaru napięcia powierzchniowego.

• błąd wartości średniej σ można określić metodą Studenta- Fishera.

Przyrządy:

waga torsyjna, statyw, naczynie z roztworem mydła, ramki, suwmiarka.