Phương pháp dùng lực kế xác định lực căng bề mặt

-
- Chọn bài bác -Bài 34 : Chất rắn kết tinch. Chất rắn vô định hìnhBài 35 : Biến dạng cơ của đồ rắnBài 36 : Sự nngơi nghỉ bởi vì nhiệt của đồ rắnBài 37 : Các hiện tượng kỳ lạ mặt phẳng của chất lỏngBài 38 : Sự gửi thể của những chấtBài 39 : Độ độ ẩm của không khíBài 40 : Thực hành : Xác định thông số căng mặt phẳng của chất lỏng

Xem toàn thể tư liệu Lớp 10: trên đây

Giải Bài Tập Vật Lí 10 – Bài 40 : Thực hành : Xác định hệ số căng bề mặt của hóa học lỏng góp HS giải bài bác tập, nâng cấp khả năng tư duy trừu tượng, tổng quan, cũng giống như định lượng vào câu hỏi xuất hiện các tư tưởng với định chế độ đồ lí:

I – MỤC ĐÍCH

– Khảo gần kề hiện tượng lạ căng bề mặt của hóa học lỏng.

Bạn đang xem: Phương pháp dùng lực kế xác định lực căng bề mặt

– Xác định hệ số căng bề mặt của nước.

II – DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM

1. Lực kế 0,1N gồm độ phân tách nhỏ tuổi tuyệt nhất 0,001N.

2. Vòng kim loại (nhôm) bao gồm dây treo.

3. Hai cốc vật liệu bằng nhựa A, B đựng nước, nối có liên quan tới nhau bởi một ống cao su thiên nhiên Silinhỏ (Hình 40.1 SGK).

4. Thước kẹp bao gồm độ phân tách bé dại duy nhất 0,1milimet, hoặc 0,05; 0,02 milimet, Giới hạn đo 150milimet (Hình 40.3 SGK).

5. Giá treo bao gồm cơ cấu tổ chức nâng hạ ly đựng hóa học lỏng.

III – CƠ SỞ LÍ THUYẾT

Mặt nháng của chất lỏng luôn có các trương lực, theo phương thơm tiếp con đường với khía cạnh loáng. Những trương lực này tạo nên khía cạnh nhoáng của chất lỏng bao gồm định hướng co lại cho diện tích bé dại nhất. Chúng được call là phần đa lực căng bề mặt (xuất xắc còn gọi là lực căng mặt ngoài) của chất lỏng.

Có những cách thức đo lực căng bề mặt. Trong bài này ta dùng một lực kế nhạy (một số loại 0,1N), treo một mẫu vòng bởi nhôm gồm tính bám ướt trọn vẹn đối với chất lỏng bắt buộc đo (Hình 40.2SGK).

Nhúng đáy vòng chạm vào khía cạnh hóa học lỏng, rồi vuốt lên phương diện nháng. Khi lòng vòng vừa mới được thổi lên xung quanh loáng, nó không biến thành bứt ngay lập tức ra khỏi chất lỏng: một màng chất lỏng lộ diện, bám vào xung quanh chu vi quanh đó và chu vi trong của vòng, gồm khuynh hướng kéo vòng vào hóa học lỏng. Lực Fc do màng hóa học lỏng chức năng vào vòng đúng bằng tổng lực căng mặt phẳng của chất lỏng công dụng lên chu vi ko kể với chu vi vào của vòng.

Do vòng bị hóa học lỏng dính ướt trọn vẹn, nên lúc kéo vòng lên khỏi mặt thoáng và bao gồm một màng hóa học lỏng căng giữa lòng vòng cùng phương diện nhoáng, thì lực căng Fc có thuộc phương chiều cùng với trọng lực P.. của vòng. Giá trị lực F đo được bên trên lực kế bởi tổng của hai lực này:

F = Fc + P

Đo Phường với F ta xác định được lực căng mặt phẳng Fc công dụng lên vòng.

Hotline L1 là chu vi ko kể và L2 là chu vi vào của cái vòng, ta tính được thông số căng mặt phẳng σ của chất lỏng sinh sống ánh nắng mặt trời phân tích theo công thức:

*

ở đây D cùng d là đường kính ko kể và 2 lần bán kính vào của vòng

IV – GIỚI THIỆU DỤNG CỤ ĐO

1. Chiếc vòng nhôm cần sử dụng vào thử nghiệm này là một số loại trang bị rắn có tính bám ướt trọn vẹn so với chất lỏng đề nghị nghiên cứu và phân tích (nước). Trước khi đo phải lau sạch sẽ những hóa học dơ dính vào khía cạnh vòng, để sở hữu kết quả đo đúng mực.

2. Thước kẹp cần sử dụng đo chu vi quanh đó và chu vi vào của cái vòng.

Xem thêm:

Thước kẹp: gồm thước bao gồm và du xích.


– Đọc phần thiết yếu (bên trên thước chính);

– Đọc phần lẽ: vạch trùng x độ chia nhỏ dại nhất(trên du xích);

– Kết quả: phần bao gồm + phần lẻ.

V – TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM

BÁO CÁO THỰC HÀNH

Họ với tên:……………………………………………Lớp:…………….; Ngày:………………………

Tên bài bác thực hành:

1. Trả lời câu hỏi

a) Nêu ví dụ về hiện tượng lạ bám ướt và hiện tượng ko bám ướt của chất lỏng ?

Trả lời:

– Hiện tượng bám ướt: Vì chất thủy tinh bị nước dính ướt, yêu cầu giọt nước nhỏ tuổi trên mặt bản chất liệu thủy tinh lan rộng thành một hình bao gồm dạng bất kỳ.

– Hiện tượng không bám ướt: chất thủy tinh không biến thành tbỏ ngân bám ướt, đề xuất giọt tdiệt ngân nhỏ xung quanh phiên bản chất thủy tinh vo tròn lại với bị dẹt xuống vì chưng tính năng của trọng lực.

b) Lực căng mặt phẳng là gì ? Nêu cách thức dùng lực kế khẳng định trương lực mặt phẳng và khẳng định thông số căng bề mặt ? Viết phương pháp thực nghiệm xác định hệ sốcăng bề mặt theo phương thức này ?

Trả lời:

– Lực căng bề mặt: là lực tính năng lên một đoạn đường bé dại bất kì bên trên mặt phẳng hóa học lỏng luôn luôn có pmùi hương vuông góc cùng với phần đường này với tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng, bao gồm chiều có tác dụng bớt diện tích S bề mặt hóa học lỏng cùng bao gồm độ to f tỉ trọng thuận với độ lâu năm l của phần đường đó: f = σl.

σ là hệ số căng mặt phẳng (suất căng bề mặt), đơn vị N/m.

Giá trị của σ nhờ vào vào nhiệt độ với bản chất của hóa học lỏng: σ bớt lúc nhiệt độ tăng.

– Phương thơm pháp xác định:

Nhúng đáy vòng va vào phương diện chất lỏng, rồi vuốt lên khía cạnh loáng. lúc lòng vòng vừa mới được thổi lên xung quanh loáng, nó không xẩy ra bứt ngay lập tức ra khỏi chất lỏng: một màng chất lỏng xuất hiện thêm, bám xung quanh chu vi quanh đó với chu vi vào của vòng, bao gồm khuynh hướng kéo vòng vào chất lỏng. Lực Fc do màng chất lỏng tính năng vào vòng đúng bởi tổng lực căng mặt phẳng của chất lỏng chức năng lên chu vi không tính cùng chu vi vào của vòng.

Do vòng bị hóa học lỏng bám ướt hoàn toàn, nên khi kéo vòng lên ngoài khía cạnh nhoáng cùng gồm một màng chất lỏng căng giữa lòng vòng với phương diện thoáng, thì trương lực Fc tất cả cùng phương chiều với trọng tải P. của vòng. Giá trị lực F đo được bên trên lực kế bằng tổng của hai lực này:

F = Fc + P

Đo P cùng F ta xác định được trương lực bề mặt Fc chức năng lên vòng.

– Công thức thực nghiệm khẳng định thông số căng bề mặt:

*

2. Kết quả

* Bảng 40.1

Độ phân chia nhỏ nhất của lực kế: 0,001N
Lần đo P. (N) F(N) Fc = F – Phường. (N) ΔFc(N)
1 0,047 0,061 0,014 0,001
2 0,046 0,061 0,015 0
3 0,046 0,062 0,016 0,001
4 0,047 0,062 0,015 0
5 0,046 0,060 0,014 0,001
Giá trị mức độ vừa phải 0,0464 0,0612 0,015 0,0006

* Bảng 40.2

Độ chia nhỏ tuổi độc nhất của thước kẹp: 0,05mm
Lần đo D (mm) ΔD(mm) d (mm) Δd(mm)
1 51,5 0,16 50,03 0,004
2 51,6 0,06 50,02 0,006
3 51,78 0,12 50,03 0,004
4 51,7 0,04 50,02 0,006
5 51,7 0,04 50,03 0,004
Giá trị mức độ vừa phải 51,66 0,08 50,03 0,005

a) Các kết quả tính được được ghi nhỏng trong bảng 40.1 và 40.2

b) Giá trị trung bình của hệ số căng mặt phẳng của nước:

*

c) Tính không nên số tỉ đối của phép đo:


*

Trong đó:

*
(ΔF’ là sai số cơ chế của lực kế, rước bởi một nữa độ chia nhỏ tuổi độc nhất của lực kế → ΔF’ = 0,001/2 = 0,0005)

*
(ΔD’ và Δd’ là không đúng số nguyên tắc của thước kẹp, lấy bởi một nữa độ phân tách nhỏ tuổi nhất của thước kẹp → ΔD’ = Δd’ = 0,05/2 = 0,025 mm)

→ ΔFc = 0,0006 + 2. 0,0005 = 0,0016

*

Và ΔD = 0,08 + 0,025 = 0,105 mm; Δd = 0,005 + 0,025 = 0,03 mm

*

Bởi vậy vào trường hòa hợp này ta nên rước π = 3,1412 làm cho

*
khi ấy ta rất có thể bỏ qua mất
*

*

d) Tính không đúng số hoàn hảo của phxay đo:

*

e) Viết công dụng khẳng định thông số căng bề mặt của nước:


*

Câu hỏi

Bài 1 (trang 222 SGK Vật Lý 10). cũng có thể dùng lực kế nhạy bén để đo trương lực bề mặt và hệ số căng bề mặt của chất lỏng không dính ướt theo cách thức nêu trong bài xích được không?

Trả lời:

Ta hoàn toàn có thể thực hiện lực kế nhạy nhằm đo trương lực mặt phẳng với hệ số căng mặt phẳng của chất lỏng không bám ướt theo phương pháp nêu trong bài.

Bài 2 (trang 222 SGK Vật Lý 10). Trong bài xích thí nghiệm này, tại sao khi mức nước trong bình A hạ thấp dần dần thì quý giá chỉ trên lực kế lại tăng dần?

Trả lời:

lúc nước vào bình A hạ thấp dần thì lực đẩy Ac-xi-met Fa đã giảm dần dần, bởi vì vậy nó sẽ dần dần nhỏ tuổi rộng trọng tải Phường. của vòng nhôm, P > Fa ⇒ vòng nhôm lùi về dần dần đến lúc dây duy trì vòng đạt mang đến giới hạn lũ hồi. Mặt không giống, bởi vòng nhôm không bám ướt đề nghị trương lực mặt phẳng của nước níu giữ mặt phẳng vòng nhôm khiến nó bị kéo xuống, cho đến khi quý hiếm trương lực mặt phẳng của nước đạt cực lớn, lực can hệ giữa các phân tử nước không còn đủ sức hút ít nên chúng bị ” đứt” “buông tha” đến vòng nhôm.


Bài 3 (trang 222 SGK Vật Lý 10). So sánh quý giá của hệ số căng bề mặt khẳng định được vào thí nghiệm này với cái giá trị hệ số căng mặt phẳng σ của nước cất ngơi nghỉ 20oC ghi vào Bảng 37.1, sách giáo khoa? Nếu có rơi lệch thì nguyên ổn thánh thiện đâu?

Trả lời:

Hệ số căng bề mặt vào nghiên cứu thường nhỏ rộng cực hiếm thực tế trong SGK (σ = 0,073N/m) vì vào SGK làm thể nghiệm nghỉ ngơi môi trường xung quanh lí tưởng nước chứa, còn trong phòng phân tách độ tinch khiết của nước và của vòng nhôm không lí tưởng, tất cả không đúng số trong quy trình đo. Bên cạnh đó σ còn phụ thuộc vào vào nhiệt độ của môi trường xung quanh.

Bài 4 (trang 222 SGK Vật Lý 10). Sai số của phxay đo thông số căng mặt phẳng σ vào bài bác thực hành thực tế đa phần tạo ra vì chưng ngulặng nhân nào?

Trả lời:

Sai số hệ thống: không nên số pháp luật đo.

Sai số ngẫu nhiên:

+ Sai số vào quy trình đo: ko có tác dụng đúng phân tách, tài năng thực hành thực tế kém, điều kiện thực hành thực tế gặp gỡ trsinh hoạt ngại: gió, mức độ cản không khí,…

+ Sai số vào quá trình tính toán: rước tròn số Lúc tính, tính sai,…

+ Sai số vì ánh nắng mặt trời môi trường có thể dịch chuyển vơi trong thời điểm làm cho thực nghiệm.