WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
LABORATORIUM FIZYCZNE
Grupa szkoleniowa IG-14b Podgr. 1 dr in. Waldemar Larkowski
stopie i nazwisko
prowadzcego
Marcin Lewandowski
(stopie, imi i nazwisko suchacza) ____________ ____________
ocena przygot. ocena
do wiczenia kocowa
SPRAWOZDANIE
Z
PRACY LABORATORYJNEJ Nr 9.
Wyznaczanie napicia powierzchniowego za pomoc kapilary.
Wstp teoretyczny.
Efekt podnoszenia si poziomu cieczy w kapilarze zwizany jest ze zjawiskiem menisku wklsego powstajcego w przypadku, gdy wypadkowa sia dziaajca na czsteczk cieczy znajdujc si przy ciance naczynia zwrócona jest na zewntrz, to znaczy oddziaywania midzy czsteczkami cieczy i naczynia s wiksze ni midzy czsteczkami samej cieczy.
W dowiadczeniu wykorzystano rurki kapilarne oraz ciecze, dla których mona przyj, i menisk ma ksztat kulisty, wówczas równanie Laplace'a na cinienie wytwarzane przez menisk z postaci:
po uwzgldnieniu R1=R2=r oraz porównaniu z równaniem na cinienie hydrostatyczne otrzymujemy ostatecznie wzór na wspóczynnik napicia powierzchniowego
Wyniki pomiarów :
Lp. |
Woda [cm] |
Toluen [cm] |
Benzen [cm] |
1 2 3 4 5 |
4 3,78 3,785 3,785 3,79 |
1,56 1,58 1,58 1,585 1,555
|
1,65 1,78 1,775 1,745 1,67 |
hœr |
3,828 |
1,572 |
1,724 |
Wartoci hr , obliczone na podstawie wzoru :
Dla obliczonych wartoci hr obliczam wspóczynniki napicia powierzchniowego, przyjmujc nastpujce dane :
rT=0.1 mm rB=0.1 mm rW=0.5 mm ± 0.01 mm
T=866.8 kg/m3 B=879 kg/m3 W=997.91 kg/m3
= 0o z tego wynika e cos
=1
g = 9,81 m/s2
Po podstawieniu do powyszego wzoru otrzymuj wartoci liczbowe :
T=6,7 * 10-3 N/m B=7,4 * 10-3 N/m W=9,4 * 10-2 N/m
Jedynie warto rednia wysokoci supka cieczy w kapilarze jest obarczona bdem
i jest on przypadkowy.
Obliczam odchylenie kwadratowe punktów pomiarowych od obliczonej wartoci hr , na podstawie wzoru :
T = 1,2 * 10-4 m B = 5,4* 10-4 m W = 8,6 * 10-4 m
Obliczam redni bd dla wspóczynnika napicia powierzchniowego
kW = 2 * 10-3 N/m kT = 5 * 10-5 N/m kB = 2 * 10-4 N/m
Obliczenie przedziau ufnoci dla danego poziomu ufnoci.
Obliczenia przeprowadz dla poziomu ufnoci:
Obliczam przedzia ufnoci odpowiadajcy prawdopodobiestwu 0,95:
Wspóczynnik (k) dla tego poziomu ufnoci jest równy:
k = 1,96
Przedzia ufnoci obliczam ze wzoru: = k * k
Ostatecznie wspóczynniki napicia powierzchniowego dla poszczególnych cieczy przyjmuj wartoci :
dla toluenu :
T = 6,7 * 10-3
1 * 10-4 N/m
dla benzenu :
B = 7,4 * 10-3
5 * 10-4 N/m
dla wody :
W = 9,4 * 10-2
4 * 10-3 N/m
Wnioski :
Na wynik pomiarów ma wpyw jedynie bd pomiaru wysokoci supa cieczy, jest to bd przypadkowy. Ze wzgldu na du dokadno pomiarów dokonywanych przy pomocy katetometru, kocowy bd obliczenia wartoci wspóczynnika napicia powierzchniowego jest wic obarczony znikomym bdem przypadkowym, w moim przypadku rzdu maksymalnie 6%. Ewentualne rozbienoci mogy równie powsta w zwizku z utrat przez badane substancje, ich wzorcowych wasnoci, a wic zmian waciwoci fizycznych.
OPRACOWA:
Marcin Lewandowski