Skysčio paviršiaus įtempties koeficiento priklausomybės nuo temperatūros tyrimas

Skysčio paviršiaus įtempties koeficiento priklausomybės nuo temperatūros tyrimas Paulius Amanaitis, ST-8/1 gr. Data: 2009.04.16 Dėstytojai: G. Adlys, V. Stankus Darbo užduotis Susipažinti su skysčio paviršiaus įtempties koeficiento nustatymo būdu. Nustatyti vandens paviršiaus įtempties koeficientą su žiedeliu, keičiant vandens temperatūrą. Teorinė dalis Bet kuri termodinaminė sistema yra pastovioje pusiausvyroje, kai jos energija yra mažiausia. Todėl skystis, išorinių jėgų neveikiamas, įgauna tokią formą, kad jo paviršius būtų mažiausias. Išvisų geometrinių kūnų, esant tam pačiam tūriui, mažiausią paviršių turi rutulys, todėl skysčio masė visada stengiasi įgauti rutulio formą. Toks molekulių jėgų veikimas, dėl kurio skystis įgauna rutulio formą, yra panašus į jėgas, kurios veiktų, jeigu skysčio paviršius būtų įtempta plėvelė, besistengianti susitraukti. Todėl visus reiškinius, kuriuos sukelia ypatingas, skysčio paviršiuje esančių molekulių būvis, galima paaiškinti, nagrinėjant tokios įtemptos plėvelės veikimą. Paviršiaus įtempimo koeficientą galime nusakyti taip: paviršiaus įtempties koeficientas išreiškia jėgą, veikiančią paviršiaus ilgio vienetą paviršiaus liestinės kryptimi. Paviršiaus įtempties koeficientas priklauso nuo temperatūros: temperatūrai kylant, jis mažėja. Skysčio temperatūrai artėjant prie krizinės, paviršiaus įtempties koeficientas artėja prie nulio. 1 pav. Kūnų drėkinimas priklauso nuo jėgų, kurios veikia tarp paties skysčio molekulių ir skysčio bei kietųjų kūnų molekulių. Jei skysčio tarpmolekulinės sąveikos jėgos yra didesnės, negu skysčio ir kietojo kūno molekulių sąveikos jėgos, tai skystis šio kūno nedrėkina. Ir atvirkščiai, jei skysčio tarpmolekulinės sąveikos jėgos yra mažesnės, negu skysčio ir kietojo kūno molekulių sąveikos jėgos, tai skystis kūną drėkina. Apie drėkinimą ir nedrėkinimą galima spręsti iš kampo Θ (1 pav.), kurį sudaro kūno paviršiaus su skysčio paviršiaus liestinė AB, išvesta iš skysčio kūno lietimosi taško A, šis kampas vadinamas kraštiniu kampu. Jei Θ90° - nedrėkina. 2 pav. Jeigu vandens paviršių liečia žiedelis, tai lietimosi linijos ilgis bus lygus , čia D išorinis diametras ir vidinis diametras: Čia d žiedo storis. Taigi skysčio paviršiaus Įtemties koeficientas apskaičiuojamas taip: Aparatūra ir darbo metodas Darbe naudojamas įrenginys, pavaizduotas šalia esančiame paveikslėlyje. Indas 2 su vandeniu pastatytas ant krosnelės 1. Vandens temperatūrą matuojame termometru 3. Siūlas 4 su žiedeliu 5 pakabintas ant jautraus dinamometro 5. Į indą su vandeniu patalpintas magnetinis maišiklis, kurį įjungiame jungikliu 6 ir sukimosi dažnį reguliuojame rankenėle 7. Krosnelę i tinklą įjungiame jungikliu 8 ir temperatūrą matuojame rankenėle 9. Atliekant matavimą, maišiklio sukimosi dažnį sumažiname iki nulio ir palaukiame kol nusistovės lygus vandens paviršius. Pradžioje išmatuojame kambario temperatūros vandens įtempties paviršiaus koeficientą. Sukdami rankenėlę, dinamometro rodyklę 11 pastatome į nulinę padėtį. Lėtai ir nenaudodami jėgos pasukame kompensatorių 10 dinamometro užpakalinėje pusėje ir išlyginame pusiausvyrą. Sukdami rankenėlę 12, leidžiame siūlelį 5 žemyn ir nustatome, kad žiedelis vos liestų skysčio paviršių. Iš lėto sukame dinamometro rodyklę 11, kol žiedelis atitrūks nuo skysčio. Randame jėgą F ir pagal formulę paskaičiuojame : Įjungiame elektros krosnelę, paspausdami mygtuką 8, ir rankenėlę 9 pasukame iki 40°C. Dinamometro rodyklę pasukame į nulinę padėtį, išlyginame pusiausvyrą (10 rankenėlė) ir išmatuojame jėgas anksčiau aprašytu metodu 30°C, 40°C, 50°C, 60°C. Paskaičiuojame paviršiaus įtempties koeficientą, esant skirtingoms temperatūroms ir brėžiame grafiką σ = f (t). Darbo rezultatai I. Išmatavę paviršiaus įtempties jėga f su skirtingomis temperatūromis, apskaičiuojame atitinkamai ir paviršiaus įtempties koeficientą: = 0,056 J/m² = 0,055 J/m² II. Rezultatus surašome į lentelę: III. Pagal gautus duomenis nubraižome grafiką =f(t): Išvados Išmokau naudotis milidinamometru, sužinojau, jog, šildant skystį, jo paviršiaus įtempties koeficientas mažėja, nes susidaro dideli tarpmolekuliniai tarpai ir jos traukia viena kitą silpniau. Literatūra 1. A. Tamašauskas, S. Joneliūnas “Fizikos laboratoriniai darbai” 1 Dalis 2. A. Tamašauskas A. Fizika 1. – Vilnius: Mokslas, 1987.

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!