Phương pháp dùng lực kế xác định lực căng bề mặt

     
- Chọn bài bác -Bài 34 : hóa học rắn kết tinh. Chất rắn vô định hìnhBài 35 : biến dị cơ của trang bị rắnBài 36 : Sự nở bởi vì nhiệt của thứ rắnBài 37 : những hiện tượng mặt phẳng của chất lỏngBài 38 : Sự gửi thể của các chấtBài 39 : Độ độ ẩm của không khíBài 40 : thực hành : khẳng định hệ số căng bề mặt của hóa học lỏng

Xem toàn thể tài liệu Lớp 10: trên đây

Giải bài xích Tập thiết bị Lí 10 – bài 40 : thực hành thực tế : xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng giúp HS giải bài bác tập, nâng cấp khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, tương tự như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định khí cụ vật lí:

I – MỤC ĐÍCH

– khảo sát điều tra hiện tượng căng bề mặt của chất 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 bao gồm độ chia nhỏ nhất 0,001N.

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

3. Hai ly nhựa A, B đựng nước, nối thông nhau bởi một ống cao su thiên nhiên Silicon (Hình 40.1 SGK).

4. Thước kẹp gồm độ chia nhỏ tuổi nhất 0,1mm, hoặc 0,05; 0,02 mm, số lượng giới hạn đo 150mm (Hình 40.3 SGK).

5. Giá chỉ treo có cơ cấu nâng hạ cốc đựng chất lỏng.

III – CƠ SỞ LÍ THUYẾT

Mặt thoáng của chất lỏng luôn có những lực căng, theo phương tiếp tuyến đường với mặt thoáng. Hồ hết lực căng này tạo nên mặt loáng của chất lỏng có khuynh hướng co lại mang đến diện tích nhỏ dại nhất. Chúng được gọi là phần nhiều lực căng bề mặt (hay còn được gọi là lực căng phương diện ngoài) của chất lỏng.

Có nhiều phương thức đo trương lực bề mặt. Trong bài này ta sử dụng một lực kế nhạy bén (loại 0,1N), treo một mẫu vòng bằng nhôm bao gồm tính bám ướt hoàn toàn đối với chất lỏng bắt buộc đo (Hình 40.2SGK).

Nhúng đáy vòng chạm vào mặt hóa học lỏng, rồi dàn ra mặt thoáng. Khi đáy vòng vừa mới được nâng lên cùng bề mặt thoáng, nó không trở nên bứt ngay thoát ra khỏi chất lỏng: một màng chất lỏng xuất hiện, bám vào xung quanh chu vi ko kể và chu vi vào của vòng, có xu hướng kéo vòng vào chất lỏng. Lực Fc bởi vì màng hóa học lỏng chức năng vào vòng đúng bằng tổng lực căng bề mặt của chất lỏng chức năng lên chu vi bên cạnh và chu vi trong của vòng.

Do vòng bị hóa học lỏng bám ướt hoàn toàn, nên những khi kéo vòng lên khỏi khía cạnh thoáng và tất cả một màng hóa học lỏng căng giữa đáy vòng cùng mặt thoáng, thì trương lực Fc bao gồm cùng phương chiều với trọng lực P của vòng. Giá trị lực F đo được bên trên lực kế bởi tổng của nhị lực này:

F = Fc + P

Đo phường và F ta xác minh được lực căng bề mặt Fc tác dụng lên vòng.

Gọi L1 là chu vi bên cạnh và L2 là chu vi trong của dòng vòng, ta tính được thông số căng mặt phẳng σ của chất lỏng ngơi nghỉ nhiệt độ nghiên cứu theo công thức:

*

ở trên đây D và d là đường kính ngoài và 2 lần bán kính trong của vòng

IV – GIỚI THIỆU DỤNG CỤ ĐO

1. Mẫu vòng nhôm dùng trong thí nghiệm này là một số loại vật rắn gồm tính bám ướt trả toàn đối với chất lỏng cần nghiên cứu (nước). Trước lúc đo đề xuất lau sạch các chất bẩn dính vào mặt vòng, nhằm có kết quả đo thiết yếu xác.

2. Thước kẹp cần sử dụng đo chu vi bên cạnh và chu vi trong của dòng vòng.

Xem thêm: Giải Mã Điềm Báo Thịt Giựt Theo Giờ Cực Chính Xác, Giải Mã Điềm Báo Giật Thịt, Nóng Mặt, Hắt Hơi

Thước kẹp: có thước bao gồm và du xích.


– Đọc phần bao gồm (trên thước chính);

– Đọc phần lẽ: vun 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 và tên:……………………………………………Lớp:…………….; Ngày:………………………

Tên bài bác thực hành:

1. Trả lời câu hỏi

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

Trả lời:

– hiện tượng kỳ lạ dính ướt: bởi vì thủy tinh bị nước bám ướt, đề xuất giọt nước nhỏ tuổi trên mặt phiên bản thủy tinh mở rộng thành một hình tất cả dạng bất kì.

– hiện tượng lạ không bám ướt: thủy tinh không xẩy ra thủy ngân dính ướt, đề xuất giọt thủy ngân nhỏ dại trên mặt bản thủy tinh vo tròn lại với bị dẹt xuống do tính năng của trọng lực.

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

Trả lời:

– lực căng bề mặt: là lực công dụng lên một quãng đường nhỏ dại bất kì trên bề mặt chất lỏng luôn có phương vuông góc với đoạn đường này với tiếp con đường với bề mặt chất lỏng, có chiều làm sút diện tích bề mặt chất lỏng và gồm độ khủng f tỉ lệ thành phần thuận cùng với độ nhiều năm l của đoạn đường đó: f = σl.

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

Giá trị của σ phụ thuộc vào vào nhiệt độ và bản chất của hóa học lỏng: σ bớt khi nhiệt độ tăng.

– phương thức xác định:

Nhúng đáy vòng đụng vào mặt chất lỏng, rồi kéo lên mặt thoáng. Khi đáy vòng vừa mới được nâng lên trên mặt thoáng, nó không biến thành bứt ngay thoát ra khỏi chất lỏng: một màng hóa học lỏng xuất hiện, bám vào xung quanh chu vi ngoài và chu vi trong của vòng, có khuynh hướng kéo vòng vào chất lỏng. Lực Fc vày màng chất lỏng công dụng vào vòng đúng bằng tổng lực căng mặt phẳng của chất lỏng công dụng lên chu vi ngoại trừ và chu vi vào của vòng.

Do vòng bị hóa học lỏng dính ướt trả toàn, nên lúc kéo vòng lên khỏi mặt thoáng và tất cả một màng chất lỏng căng giữa lòng vòng và mặt thoáng, thì trương lực Fc gồm cùng phương chiều với trọng tải P của vòng. Quý giá lực F đo được trên lực kế bằng tổng của nhị lực này:

F = Fc + P

Đo p. Và F ta xác minh được lực căng mặt phẳng Fc chức năng lên vòng.

– cách làm thực nghiệm khẳng định hệ số căng bề mặt:

*

2. Kết quả

* Bảng 40.1

Độ chia nhỏ tuổi 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 vừa phải 0,0464 0,0612 0,015 0,0006

* Bảng 40.2

Độ chia bé dại 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 trung bình 51,66 0,08 50,03 0,005

a) Các kết quả tính được được ghi như trong bảng 40.1 với 40.2

b) cực hiếm trung bình của hệ số căng mặt phẳng của nước:

*

c) Tính sai số tỉ đối của phép đo:


*

Trong đó:

*
(ΔF’ là không đúng số phương pháp của lực kế, lấy bằng một nữa độ chia nhỏ dại nhất của lực kế → ΔF’ = 0,001/2 = 0,0005)

*
(ΔD’ cùng Δd’ là sai số luật của thước kẹp, lấy bằng một nữa độ chia bé dại 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

*

Như vậy trong trường hòa hợp này ta đề nghị lấy π = 3,1412 làm cho

*
lúc ấy ta rất có thể bỏ qua
*

*

d) Tính không đúng số tuyệt vời của phép đo:

*

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


*

Câu hỏi

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

Trả lời:

Ta rất có thể sử dụng lực kế nhạy nhằm đo lực căng mặt phẳng và hệ số căng bề mặt của hóa học lỏng không bám ướt theo cách thức nêu trong bài.

Bài 2 (trang 222 SGK đồ Lý 10). Trong bài xích thí nghiệm này, nguyên nhân khi mức nước vào bình A hạ thấp dần thì quý hiếm chỉ bên trên lực kế lại tăng dần?

Trả lời:

Khi nước vào bình A hạ thấp dần thì lực đẩy Ac-xi-met Fa sẽ sút dần, vì chưng vậy nó sẽ dần nhỏ hơn trọng lực P của vòng nhôm, p > Fa ⇒ vòng nhôm thụt lùi dần cho đến lúc dây giữ lại vòng đạt cho giới hạn đàn hồi. Mặt khác, vày vòng nhôm không bám ướt bắt buộc lực căng bề mặt của nước níu giữ mặt phẳng vòng nhôm khiến nó bị kéo xuống, cho đến khi giá trị lực căng bề mặt của nước đạt rất đại, lực liên quan giữa các phân tử nước không thể đủ sức hút đề xuất chúng bị ” đứt” “buông tha” đến vòng nhôm.


Bài 3 (trang 222 SGK đồ gia dụng Lý 10). đối chiếu giá trị của hệ số căng mặt phẳng xác định được trong thể nghiệm này với giá trị thông số căng bề mặt σ của nước chứa ở 20oC ghi trong Bảng 37.1, sách giáo khoa? trường hợp có rơi lệch thì nguyên hiền đức đâu?

Trả lời:

Hệ số căng bề mặt trong thể nghiệm thường nhỏ dại hơn giá trị thực tiễn trong SGK (σ = 0,073N/m) vì chưng trong SGK làm thí nghiệm ở môi trường thiên nhiên lí tưởng nước cất, còn trong phòng thí điểm độ trong sáng của nước cùng của vòng nhôm không lí tưởng, tất cả sai số trong quá trình đo. Hình như σ còn phụ thuộc vào ánh nắng mặt trời của môi trường.

Bài 4 (trang 222 SGK thứ Lý 10). Không nên số của phép đo thông số căng bề mặt σ trong bài xích thực hành hầu hết gây ra do lý do nào?

Trả lời:

Sai số hệ thống: không nên số quy định đo.

Sai số ngẫu nhiên:

+ sai số trong quy trình đo: không làm đúng thí nghiệm, kỹ năng thực hành kém, đk thực hành chạm mặt trở ngại: gió, mức độ cản không khí,…

+ sai số trong quá trình tính toán: lấy tròn số khi tính, tính sai,…

+ không nên số do ánh nắng mặt trời môi trường rất có thể biến rượu cồn nhẹ trong thời gian làm thực nghiệm.