Thực hành xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng vật lý 10
Giải Bài Tập Vật Lí 10 – Bài 57: Thực hành: Xác định thông số căng mặt phẳng của chất lỏng (Nâng Cao) giúp HS giải bài tập, cải thiện năng lực bốn duy trừu tượng, tổng quan, cũng tương tự định lượng trong vấn đề có mặt những khái niệm với định hình thức trang bị lí:
Báo cáo thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của hóa học lỏng
Họ và tên:…………………………….. Lớp:…………. Ngày:…………….
Tên bài bác thực hành: Xác định thông số căng mặt phẳng của hóa học lỏng.
I. Mục đích
– Khảo cạnh bên hiện tượng căng mặt phẳng của hóa học lỏng cùng đo hệ số căng mặt phẳng của nước xà chống với bề mặt của nước đựng.
– Rèn luyện kĩ năng áp dụng những luật đo: cân nặng đòn, lực kế với thước kẹp.
II. Cơ sở lý thuyết
Mặt loáng của chất lỏng luôn có các lực căng, theo phương tiếp tuyến với mặt thoáng. Những lực căng này khiến cho khía cạnh nhoáng của chất lỏng gồm định hướng co lại mang đến diện tích S bé dại độc nhất vô nhị. Chúng được Hotline là những trương lực bề mặt (tốt nói một cách khác là trương lực phương diện ngoài) của chất lỏng.
a) Phương thơm án 1: Xác định thông số căng mặt phẳng của nước xà phòng.
Lúc tất cả màng xà chống nằm trong lòng tkhô cứng AB tất cả chiều dài l cùng phương diện loáng khối hận nước xà chống, vày công dụng của trương lực bề mặt lên tkhô giòn, đòn cân sẽ ở thăng bởi sẽ bị lệch về phía size dây thép. Để tkhô giòn cân bằng ta móc những gia trọng có trọng lượng m lên quang quẻ treo. Lúc kia thông số căng mặt phẳng của nước xà phòng được khẳng định theo công thức:
b) Phương thơm án 2: Xác định hệ số căng bề mặt của nước cất.
Nhúng lòng vòng đụng vào khía cạnh hóa học lỏng, rồi đẩy lên khía cạnh loáng. Lúc đáy vòng vừa mới được nâng lên trên mặt nhoáng, nó không bị bứt ngay ra khỏi hóa học lỏng: một màng chất lỏng lộ diện, bám vào xung quanh chu vi bên cạnh và chu vi vào của vòng, gồm khuynh hướng kéo vòng vào hóa học lỏng. Lực Fc bởi màng chất lỏng tính năng vào vòng đúng bằng tổng trương lực mặt phẳng của hóa học lỏng tính năng lên chu vi ngoài cùng chu vi vào của vòng.
Do vòng bị hóa học lỏng dính ướt trọn vẹn, nên những lúc kéo vòng lên khỏi phương diện nhoáng cùng bao gồm một màng chất lỏng căng thân lòng vòng và khía cạnh loáng, thì lực căng Fc có thuộc phương thơm chiều với trọng tải P. của vòng. Giá trị lực F đo được bên trên lực kế bởi tổng của nhì lực này:
F = Fc + Phường.
Đo Phường. cùng F ta xác định được lực căng bề mặt Fc tác dụng lên vòng.
gọi Lmột là chu vi không tính cùng L2 là chu vi trong của loại vòng, ta tính được thông số căng mặt phẳng σ của chất lỏng sống ánh sáng phân tích theo công thức:
Tại phía trên D cùng d là 2 lần bán kính ngoại trừ và đường kính trong của vòng.
III. Phương thơm án thử nghiệm
a) Phương thơm án 1:
* Dụng núm thí nghiệm:
+ Cân đòn với những gia trọng bao gồm trọng lượng 0,1 g với 0,01 g. Kẹp nhỏ dại nhằm treo gia trọng.
+ Hai size dây thxay inox được uốn thành dạng ngơi nghỉ hình 57.1 SGK, bao gồm chiều dài cạnh AB theo lần lượt là l1 = 5centimet với l2 = 10 centimet.
+ Khung dây thép làm quang đãng treo, ly nước xà phòng, khúc gỗ để đặt ly nước xà chống.
* Tiến trình nghiên cứu.
+ Đặt cốc nước xà chống lên khúc mộc cùng sau đó treo form tất cả chiều dài cạnh AB l1 = 5cm vào đầu bên trái đòn cân sao cho một trong những phần chìm ngập trong nước với tkhô hanh AB bí quyết mặt nháng kăn năn nước từ là một đến 2 centimet.
+ Móc những gia trọng lên quang quẻ treo cùng vặn các ốc vi chỉnh thăng bởi sinh sống nhì đầu đòn cân để đòn cân nặng nằm thăng bởi.
+ Nâng cốc lên sao để cho tkhô giòn AB ngập trong xà chống, rồi hạ cốc về địa chỉ ban đầu nhằm tạo thành một màng xà chống nằm giữa tkhô hanh AB và mặt nháng khối nước.
+ Móc thêm những gia trọng lên quang đãng treo để đưa đòn cân trsinh sống về ở thăng bằng. Ghi những quý hiếm khối lượng m1 của các gia trọng đang móc cung ứng bảng số liệu.’
+ Lặp lại thêm các bước thử nghiệm trên nhì lần
+ Lấy g = 9,8m/s2, tính σ, σ− và Δσ.
+ Lặp lại quá trình nghiên cứu cùng với khung có chiều dài tkhô hanh AB là l2 = 10 cm.
b) Phương thơm án 2:
* Dụng cố phân tách.
+ Lực kế bao gồm GHĐ 0,1N bao gồm độ phân tách bé dại nhất 0,001N.
+ Vòng sắt kẽm kim loại (nhôm) có dây treo.
+ Hai cốc vật liệu bằng nhựa A, B đựng nước, nối có liên quan tới nhau bằng một ống cao su đặc Silinhỏ.
+ Thước kẹp gồm độ phân tách bé dại tốt nhất 0,05mm, giới hạn đo 150mm.
+ Giá treo có tổ chức cơ cấu nâng hạ cốc đựng hóa học lỏng.
* Tiến trình xem sét.
+ Dùng thước kẹp đo 3 lần đường kính xung quanh và trong, rồi tính chu vi xung quanh L1, chu vi trong L2 của đáy vòng và ghi vào bảng số liệu những giá trị tính được. Tính L1—, ΔL1 với L2—, ΔL2.
+ Treo lực kế vào thanh hao ngang của giá đỡ và móc nó vào đầu dây treo vòng nhằm xác định trọng lượng P. của vòng.
+ Hạ lực kế xuống thấp dần thế nào cho lòng vòng nằm xung quanh nhoáng khối hận nước sống ly A. Hạ thư thả cốc nước B xuống phía dưới cho tới khi vòng bị bứt ra khỏi phương diện nhoáng khối nước ngơi nghỉ ly A. Đọc trên lực kế cùng ghi các giá trị F1.
+ Nâng cốc nước B làm thế nào để cho lòng vòng lại ở cùng bề mặt loáng kân hận nước nghỉ ngơi ly A.
+ Lặp lại thêm bước thí điểm nhị lần.
+ Tính cùng ghi vào bảng số liệu những cực hiếm trương lực bề mặt.
+ Tính σ− và Δσ.
IV. Kết quả thử nghiệm
a) Phương thơm án 1: Xác định thông số căng bề mặt của nước xà chống.
* Trường hợp chiều nhiều năm cạnh AB l1 = 5 centimet.
Bảng 57.1
| Lần thí nghiệm | Kăn năn lượng m của những gia trọng được móc thêm (kg) | Hệ số căng mặt phẳng σ của nước xà chống (N/m) |
| 1 | 0,32.10-3 | 0,0314 |
| 2 | 0,34.10-3 | 0,0333 |
| 3 | 0,29.10-3 | 0,0284 |
Ta có:
Vậy: σ = σ− ± Δσ = 0,0310 ± 0,00245 N/mét vuông.
* Trường thích hợp chiều dài cạnh AB l2 = 10 cm.
Bảng 57.2
| Lần thí nghiệm | Kân hận lượng m của các gia trọng được móc thêm (kg) | Hệ số căng mặt phẳng σ của nước xà chống (N/m) |
| 1 | 0,59.10-3 | 0,0289 |
| 2 | 0,62.10-3 | 0,0304 |
| 3 | 0,57.10-3 | 0,0279 |
Ta có:
Vậy: σ = σ− ± Δσ = 0,0290 ± 0,00125 N/m2.
b) Phương thơm án 2: Xác định thông số căng bề mặt của nước cất.
Bảng 57.3: Kết quả đo đường kính trong với 2 lần bán kính quanh đó của vòng nhôm
| Độ phân chia nhỏ tuổi tốt nhất của thước kẹp: 0,05milimet | ||||
| 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 trung bình | 51,66 | 0,08 | 50,03 | 0,005 |
Bảng 57.4: Kết quả đo lực căng bề mặt
| Độ phân tách nhỏ nhất của lực kế: 0,001N | ||||
| Lần đo | P. (N) | F(N) | Fc = F – P. (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 trung bình | 0,0464 | 0,0612 | 0,015 | 0,0006 |
1. Giá trị vừa phải của thông số căng mặt phẳng của nước:
2. Tính không đúng số tỉ đối của phnghiền đo:
Trong đó:
ΔFc = ΔFc——+ 2ΔF’ (ΔF’ là không đúng số chế độ của lực kế, rước bởi một phần độ chia nhỏ nhất của lực kế → ΔF’ = 0,0050% = 0,0005)
ΔD = ΔD——+ ΔD’; Δd = Δd——+ Δd’ (ΔD’ cùng Δd’ là không nên số phép tắc của thước kẹp, mang bằng một nửa độ phân tách nhỏ dại tốt 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 thế trong ngôi trường đúng theo này ta yêu cầu đem π = 3,1412 để cho
Bạn đang xem: Thực hành xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng vật lý 10
3. Tính không đúng số tuyệt vời của phép đo:
Δσ = σ−.δσ = 0,0468.10,6833% = 0,005.
4. Viết tác dụng xác minh thông số căng mặt phẳng của nước:
σ = σ− ± Δσ = 0,0468 ± 0,005 (N/m).
Nhận xét: Hệ số căng mặt phẳng vào phân tách thường nhỏ rộng quý giá thực tiễn vào SGK (σ = 0,073 N/m) vì chưng vào SGK có tác dụng thí điểm làm việc môi trường lí tưởng nước chứa, còn vào chống phân tách độ tinh khiết của nước với của vòng nhôm ko lí tưởng, gồm không đúng số vào quá trình đo. Ngoài ra σ còn nhờ vào vào nhiệt độ của môi trường.
Xem thêm: Trong Một Phép Chia Số Chia Là 68, Câu Hỏi Của Lê Thị Phương Linh
Câu 1 (trang 284 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Tại phương án 1, hoàn toàn có thể cần sử dụng lực kế sinh hoạt phương pháp 2 gắng đến cân nặng đòn cùng các gia trọng được không? Vì sao?
Lời giải:
Ta có thể sử dụng lực kế nhạy bén nhằm đo lực căng mặt phẳng và hệ số căng mặt phẳng của màng xà chống nắm mang đến cân nặng đòn. Tuy nhiên tác dụng chiếm được sẽ sở hữu không nên số lớn hơn so với cần sử dụng cân đòn vày số chỉ lực kế khi đó bao gồm cả trọng lượng của form dây, mà trọng lượng của khung là đáng chú ý bắt buộc sẽ gây nên không đúng số chất nhận được đo lực căng bề mặt. Trong phương thức sử dụng cân đòn thì 2 bên đều phải có khung dây kiểu như nhau phải trọng lượng của kăn năn gia trọng đúng chuẩn bằng trương lực mặt phẳng công dụng lên thanh hao AB.
Xem thêm: Lý Thuyết Vai Trò Của Thực Vật Đối Với Tự Nhiên, Vai Trò Của Thực Vật Đối Với Thiên Nhiên
Câu 2 (trang 284 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Ở giải pháp 2, có thể ko cần sử dụng lực kế mà lại khẳng định các lực bởi cân đòn cùng những gia trọng được không? Vì sao?
Lời giải:
Ở cách thực hiện 2, ta trọn vẹn có thể không cần sử dụng lực kế cơ mà vẫn hoàn toàn có thể xác định các lực bằng cân đòn với những gia trọng. Vì từng gia trọng đều phải sở hữu cân nặng định trước nên phụ thuộc vào ĐK cân đối của đòn cân nặng nhưng mà ta xác định được trọng lượng P của vòng nhôm với lực căng mặt phẳng.
