Sprawozdanie pobrane ze StudentSite.pl
Chcesz więcej? Wejdź na: http://www.studentsite.pl/index.php/materialy_studenckie.html
Możesz także wspomóc swoimi sprawozdaniami innych: http://www.studentsite.pl/index.php/moje_konto/99/99/materialy_studenckie.html

ZIP I ROK

STUDIA ZAOCZNE

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR 33A

POMIAR NAPIĘCIA POWIERZCHNIOWEGO METODĄ ODRYWANIA

CEL ĆWICZENIA:

• wyznaczenie współczynnika napięcia powierzchniowego kilku różnych cieczy metodą odrywania

WYKAZ PREZENTOWANYCH URZĄDZEŃ I PRZEDMIOTÓW:

1. Waga torsyjna

2. Płytki metalowe

3. Suwmiarka

4. Śruba mikrometryczna

5. Badane ciecze

6. Naczynko pomiarowe

PRZEBIEG LABOLATORIUM

Do pomiaru napięcia powierzchniowego metodą odrywania użyłyśmy płytek metalowych, które są dobrze zwilżane przez ciecz. Wyciągając płytkę z cieczy trzeba użyć pewnej siły, która potrzebna jest do oderwania płytki od powierzchni cieczy. Ciężar płytki Q i siłę odrywania F płytki od cieczy zmierzyłyśmy za pomocą wagi torsyjnej.

Związek między siłą Fn pochodzącą od napięcia powierzchniowego, siłą odrywania F i ciężarem płytki jest następujący:

F = Fn + Q, Fn = 2σ ( l+d )^. cos γ,

gdzie: σ - napięcie powierzchniowe,
l -długość zanurzonej części płytki w momencie odrywania,
d -grubość płytki,
γ -kąt między powierzchnią płytki i płaszczyzną styczną do powierzchni

cieczy.

W przypadku cieczy zwilżającej metal, na skutek działania sił adhezji, cząsteczki cieczy przylegają do metalu i kąt γ jest w przybliżeniu równy zeru, a cosγ = 1,

zatem σ = (F-Q) / 2 (l+d).

Ponieważ grubość płytki jest mała w porównaniu z długością krawędzi l, więc grubość płytki d możemy pominąć. Stąd: σ = (F-Q) / 2l .

POMIARY:

1mG=9,807^.10^-6 N

Q[mG] = 2

d[mm] = 0,01

l [mm] = 0,05

woda destylowana - płytka srebrna:

długość płytki: l = 26mm + 0,05 mm = 0,026m + 0,0005m

ciężar płytki: Q = 310 + 2 mG = 3040^. 10^-6 + 2^.10^-6 N

grubość płytki: d= 11 mm = 0,0011 m

woda destylowana - płytka złota:

długość płytki: l = 26mm + 0,05 mm = 0,026m + 0,0005m

ciężar płytki: Q = 602 + 2 mG = 5904^. 10^-6 + 2^.10^-6 N

grubość płytki: d= 19 mm = 0,0019 m

denaturat - płytka srebrna:

długość płytki: l = 26mm + 0,05 mm = 0,026m + 0,0005m

ciężar płytki: Q = 308 + 2 mG = 3021^. 10^-6 + 2^.10^-6 N

grubość płytki: d= 11 mm = 0,0011 m

denaturat - płytka złota;

długość płytki: l = 26mm + 0,05 mm = 0,026m + 0,0005m

ciężar płytki: Q = 600 + 2 mG = 5884^. 10^-6 + 2^.10^-6 N

grubość płytki: d= 19 mm = 0,0019 m

	płytka srebrna				płytka złota
	woda destylowana		denaturat		woda destylowana		denaturat
	mg	N [10^-6]	mg	N [10^-6]	mg	N [10^-6]	mg	N [10^-6]
F1	520	0,005100	460	0,004511	802	0,007865	752	0,007375
F2	520	0,005100	462	0,004531	796	0,007806	752	0,007375
F3	524	0,005139	472	0,004629	798	0,007826	753	0,007385
F4	529	0,005188	468	0,004590	792	0,007767	754	0,007394
F5	525	0,005149	460	0,004511	782	0,007669	752	0,007375
F6	524	0,005139	462	0,004531	782	0,007669	752	0,007375
F7	520	0,005100	462	0,004531	782	0,007669	752	0,007375
F8	518	0,005080	462	0,004531	768	0,007532	752	0,007375
F9	520	0,005100	462	0,004531	776	0,007610	753	0,007385
F10	528	0,005178	460	0,004511	772	0,007571	752	0,007375
Fs	523	0,005127	463	0,004541	785	0,007698	752	0,007379

F[mG] = 0,000035 płytka srebrna woda destylowana

F[mG] = 0,000028 płytka srebrna denaturat

F[mG] = 0,000094 płytka złota woda destylowana

F[mG] = 0,000006 płytka złota denaturat

Wartość napięcia powierzchniowego obliczamy z niżej podanego wzoru:

σ = (F-Q) / 2l

Błąd tego pomiaru obliczamy za pomocą różniczki zupełnej:

σ = (F+Q)/ 2l + ((F-Q) / 2^. l²)^. l.

σσ  ((F+Q)/ (F-Q) + (l + d)/(l + d))

Obliczanie napięcia powierzchniowego dla:

• wody destylowana - płytka srebrna

σ  (,  ,  (,  ,^. 10^-2

σ =((0,000035+0,000002)/(2*0,026)+((0,005127-0,003040)/2*(0,026²)))*0,0005=0,023= 2,3%

σσ  (0,000035+0,000002)/(,,(0,0005+0,0001)/(0,0026+0,0011)=0,002

σ = (4,01 x 10^-2  0.2 x 10^-2) N/m

• denaturat - płytka srebrna

σ  (0,004541 - 0,003021)  (,  , ^. 10^-2

σ = ((0,000028+0,000002)/2*(0,026) +(0,004541-0,003021)/2*(0,026²))*0,0005= 2,1%

σσ (0,000028+0,000002)/(0,004541 - 0,003021)+(0,0005+0,0001)/(0,0026+0,0011)=0,0021

σ = (3.5 x 10^-2  0.21 x 10^-2) N/m

• woda destylowana - płytka złota

σ  (0,007698 - 0,005904)(,  4,29^. 10^-2

σ =((0,000094+0,000002)/2*(0,026)+ (0,007698 - 0,005904)/2*(0,026²))*0,0005= 2,8%

σσ (0,000094+0,000002)/(0,007698 - 0,005904)(0,0005+0,0001)/(0,0026+0,0019)=0,0035

σ = (4,29 x 10^-2  0.35 x 10^-2) N/m

• denaturat - płytka złota

σ  (0,007379 - 0,005884)(,  , ^. 10^-2

σ =((0,000006+0,000002) /2*(0,026)+( 0,007379 - 0,005884)/2*(0,026²))*0,0005= 1,9%

σσ (0,000006+0,000002)/(0,007379-0,005884)+(0,0005+0,0001)/(0,0026+0,0019)= 0,0019

σ = (3.36 x 10^-2  0.19 x 10^-2) N/m

Zestawienie wyników.

	WODA DESTYLOWANA		DENATURAT
	Płytka Srebrna	Płytka Złota	Płytka Srebrna	Płytka Złota
Błąd względny σ/σ	2.3 	2.8 	2.1 	1,9 
Napięcie powierzchniowe x 10^-2 N/m	4,01  0.2	4,29  0.35	3,5  0.21	3.36  0.19

WNIOSKI:

Powyższe doświadczenie miało na celu pomiar napięcia powierzchniowego metodą odrywania płytki srebrnej oraz złotej od powierzchni cieczy. Oczywiście istnieją jeszcze inne metody pomiaru np.: za pomocą kapilary, stalagmometru lub metody pęcherzykowej. Porównując wyniki tego doświadczenia z danymi zawartymi w odpowiednich tabelach, stwierdzam że są to wyniki poprawne, choć nieco różniące się od danych zawartych w tabeli. Różnice te najprawdopodobniej wynikają z samej metody pomiaru.

---