THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CĂNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG VẬT LÝ 10

- Chọn bài -Bài 50: hóa học rắnBài 51: biến dị cơ của đồ rắnBài 52: Sự nở do nhiệt của đồ dùng rắnBài 53: chất lỏng. Hiện tượng kỳ lạ căng bề mặt của hóa học lỏngBài 54: hiện tượng kỳ lạ dính ướt với không bám ướt. Hiện tượng kỳ lạ mao dẫnBài 55: Sự chuyển thể. Sự rét chảy cùng đông đặcBài 56: Sự hóa hơi và sự dừng tụBài 57: Thực hành: khẳng định hệ số căng bề mặt của chất lỏng

Xem toàn thể tài liệu Lớp 10: tại đây

Giải bài Tập đồ vật Lí 10 – bài xích 57: Thực hành: khẳng định hệ số căng mặt phẳng của hóa học lỏng (Nâng Cao) góp HS giải bài tập, cải thiện khả năng tứ duy trừu tượng, khái quát, cũng tương tự định lượng trong bài toán hình thành những khái niệm cùng định biện pháp vật lí:

Báo cáo thực hành: xác minh hệ số căng bề mặt của hóa học lỏng

Họ cùng tên:…………………………….. Lớp:…………. Ngày:…………….

Tên bài xích thực hành: xác minh hệ số căng bề mặt của chất lỏng.

I. Mục đích

– điều tra hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng cùng đo thông số căng mặt phẳng của nước xà phòng và mặt phẳng của nước cất.

– Rèn luyện khả năng sử dụng những dụng vắt đo: cân nặng đòn, lực kế với thước kẹp.

II. Cơ sở lý thuyết

Mặt nhoáng của chất lỏng luôn có các lực căng, theo phương tiếp con đường với phương diện thoáng. Các lực căng này tạo nên mặt nháng của hóa học lỏng có định hướng co lại cho diện tích nhỏ tuổi nhất. Bọn chúng được gọi là phần lớn lực căng bề mặt (hay còn được gọi là lực căng mặt ngoài) của hóa học lỏng.

a) phương án 1: xác minh hệ số căng bề mặt của nước xà phòng.

Khi có màng xà phòng nằm trong lòng thanh AB gồm chiều dài l với mặt thoáng khối nước xà phòng, do tính năng của lực căng bề mặt lên thanh, đòn cân đang ở thăng bằng sẽ ảnh hưởng lệch về phía size dây thép. Để thanh cân đối ta móc các gia trọng có cân nặng m lên quang treo. Lúc đó thông số căng bề mặt của nước xà chống được khẳng định theo công thức:

*

b) cách thực hiện 2: xác định hệ số căng mặt phẳng của nước cất.

Nhúng lòng vòng va vào mặt chất lỏng, rồi kéo lên mặt thoáng. Khi đáy vòng vừa được nâng lên xung quanh thoáng, nó không trở nên bứt ngay ra khỏi chất lỏng: một màng chất lỏng xuất hiện, bám xung quanh chu vi kế bên và chu vi vào của vòng, có xu hướng kéo vòng vào chất lỏng. Lực Fc bởi màng chất lỏng công dụng vào vòng đúng bởi tổng lực căng bề mặt của chất lỏng tính năng lên chu vi quanh đó và chu vi trong của vòng.

Do vòng bị hóa học lỏng dính ướt hoàn toàn, nên lúc kéo vòng lên khỏi phương diện thoáng và gồm một màng chất lỏng căng giữa đáy vòng cùng mặt thoáng, thì trương lực Fc có cùng phương chiều với trọng tải P của vòng. Quý hiếm lực F đo được bên trên lực kế bởi tổng của hai lực này:

F = Fc + p

Đo p và F ta khẳng định được lực căng bề mặt Fc tác dụng lên vòng.

Gọi L1 là chu vi ngoại trừ và L2 là chu vi trong của mẫu vòng, ta tính được thông số căng bề mặt σ của hóa học lỏng làm việc nhiệt độ nghiên cứu và phân tích theo công thức:

*

Ở phía trên D và d là 2 lần bán kính ngoài và đường kính trong của vòng.

III. Phương pháp thí nghiệm


a) cách thực hiện 1:

* khí cụ thí nghiệm:

+ cân nặng đòn và những gia trọng có trọng lượng 0,1 g với 0,01 g. Kẹp nhỏ để treo gia trọng.

+ Hai form dây thép inox được uốn nắn thành dạng sinh hoạt hình 57.1 SGK, bao gồm chiều lâu năm cạnh AB theo thứ tự là l1 = 5cm cùng l2 = 10 cm.

+ khung dây thép có tác dụng quang treo, ly nước xà phòng, khúc gỗ để tại vị cốc nước xà phòng.

* các bước thí nghiệm.

+ Đặt cốc nước xà chống lên khúc gỗ và tiếp nối treo khung bao gồm chiều dài cạnh AB l1 = 5cm vào đầu bên trái đòn cân nặng sao cho một phần ngập trong nước và thanh AB biện pháp mặt loáng khối nước từ một đến 2 cm.

+ Móc các gia trọng lên quang quẻ treo cùng vặn các ốc vi chỉnh thăng bằng ở nhị đầu đòn cân nặng để đòn cân nặng nằm thăng bằng.

+ Nâng ly lên làm sao cho thanh AB chìm ngập trong xà phòng, rồi hạ cốc về vị trí thuở đầu để tạo một màng xà phòng nằm trong lòng thanh AB với mặt thoáng khối nước.

+ Móc thêm những gia trọng lên quang đãng treo để mang đòn cân nặng trở về nằm thăng bằng. Ghi những giá trị trọng lượng m1 của những gia trọng vẫn móc cung ứng bảng số liệu.’

+ lặp lại thêm các bước thí nghiệm trên nhì lần

+ rước g = 9,8m/s2, tính σ, σ− cùng Δσ.

+ Lặp lại công việc thí nghiệm cùng với khung gồm chiều dài thanh AB là l2 = 10 cm.

b) giải pháp 2:

* chế độ thí nghiệm.

+ Lực kế gồm GHĐ 0,1N tất cả độ chia bé dại nhất 0,001N.

+ Vòng kim loại (nhôm) có dây treo.

+ Hai cốc nhựa A, B đựng nước, nối thông nhau bởi một ống cao su thiên nhiên Silicon.

+ Thước kẹp có độ chia bé dại nhất 0,05mm, giới hạn đo 150mm.

+ giá chỉ treo có cơ cấu nâng hạ cốc đựng chất lỏng.

* quy trình thí nghiệm.

+ dùng thước kẹp đo 3 lần 2 lần bán kính ngoài cùng trong, rồi tính chu vi không tính L1, chu vi trong L2 của lòng vòng cùng ghi vào bảng số liệu những giá trị tính được. Tính L1—, ΔL1 và L2—, ΔL2.

+ Treo lực kế vào thanh ngang của giá chỉ đỡ với móc nó vào đầu dây treo vòng để xác minh trọng lượng p. Của vòng.

+ Hạ lực kế xuống phải chăng dần sao cho đáy vòng nằm trên mặt thoáng khối nước ở ly A. Hạ trường đoản cú từ cốc nước B xuống phía dưới cho tới khi vòng bị bứt thoát khỏi mặt nhoáng khối nước ở ly A. Đọc bên trên lực kế với ghi các giá trị F1.

+ Nâng cốc nước B làm thế nào để cho đáy vòng lại nằm trên mặt thoáng khối nước ở cốc A.

+ lặp lại thêm cách thí nghiệm hai lần.

+ Tính với ghi vào bảng số liệu các giá trị lực căng bề mặt.

+ Tính σ− cùng Δσ.

IV. Công dụng thí nghiệm

a) cách thực hiện 1: xác minh hệ số căng mặt phẳng của nước xà phòng.

* Trường vừa lòng chiều nhiều năm cạnh AB l1 = 5 cm.

Bảng 57.1

Lần thí nghiệmKhối lượng m của các gia trọng được móc thêm (kg)Hệ số căng bề mặt σ của nước xà phòng (N/m)
10,32.10-30,0314
20,34.10-30,0333
30,29.10-30,0284

Ta có:

*

Vậy: σ = σ− ± Δσ = 0,0310 ± 0,00245 N/m2.

* Trường đúng theo chiều nhiều năm cạnh AB l2 = 10 cm.

Bảng 57.2

Lần thí nghiệmKhối lượng m của những gia trọng được móc thêm (kg)Hệ số căng mặt phẳng σ của nước xà phòng (N/m)
10,59.10-30,0289
20,62.10-30,0304
30,57.10-30,0279

Ta có:


*

Vậy: σ = σ− ± Δσ = 0,0290 ± 0,00125 N/m2.

b) cách thực hiện 2: xác minh hệ số căng bề mặt của nước cất.

Bảng 57.3: hiệu quả đo đường kính trong và 2 lần bán kính ngoài của vòng nhôm

Độ chia nhỏ dại nhất của thước kẹp: 0,05mm
Lần đoD (mm)ΔD (mm)d (mm)Δd (mm)
151,50,1650,030,004
251,60,0650,020,006
351,780,1250,030,004
451,70,0450,020,006
551,70,0450,030,004
Giá trị trung bình51,660,0850,030,005

Bảng 57.4: hiệu quả đo lực căng bề mặt

Độ chia nhỏ dại nhất của lực kế: 0,001N
Lần đoP (N)F(N)Fc = F – p (N)ΔFc (N)
10,0470,0610,0140,001
20,0460,0610,0150
30,0460,0620,0160,001
40,0470,0620,0150
50,0460,0600,0140,001
Giá trị trung bình0,04640,06120,0150,0006

1. Giá trị trung bình của hệ số căng mặt phẳng của nước:

*


2. Tính không nên số tỉ đối của phép đo:

*

Trong đó:

ΔFc = ΔFc——+ 2ΔF’ (ΔF’ là không đúng số nguyên tắc của lực kế, lấy bằng một nửa độ chia nhỏ nhất của lực kế → ΔF’ = 0,001/2 = 0,0005)

ΔD = ΔD——+ ΔD’; Δd = Δd——+ Δd’ (ΔD’ với Δd’ là không đúng số cơ chế của thước kẹp, lấy bằng một nửa 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 thích hợp này ta đề nghị lấy π = 3,1412 khiến cho

*
, khi đó ta hoàn toàn có thể bỏ qua
*
.

Bạn đang xem: Thực hành xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng vật lý 10

*

3. Tính không nên số hoàn hảo và tuyệt vời nhất của phép đo:

Δσ = σ−.δσ = 0,0468.10,6833% = 0,005.

4. Viết tác dụng xác định thông số căng mặt phẳng của nước:

σ = σ− ± Δσ = 0,0468 ± 0,005 (N/m).

Nhận xét: hệ số căng mặt phẳng trong phân tách thường nhỏ hơn giá chỉ trị thực tế trong SGK (σ = 0,073 N/m) vị trong SGK làm cho thí nghiệm ở môi trường lí tưởng nước cất, còn trong phòng thể nghiệm độ thuần khiết của nước với của vòng nhôm không lí tưởng, gồm sai số trong quy trình đo. Trong khi σ còn phụ thuộc vào ánh sáng của môi trường.

Xem thêm:

Câu 1 (trang 284 sgk đồ dùng Lý 10 nâng cao): Ở giải pháp 1, rất có thể dùng lực kế ở phương pháp 2 cầm cố cho cân đòn và các gia trọng được không? do sao?

Lời giải:

Ta hoàn toàn có thể sử dụng lực kế nhạy nhằm đo lực căng bề mặt và hệ số căng bề mặt của màng xà phòng gắng cho cân đòn. Tuy nhiên hiệu quả thu được sẽ có sai số lớn hơn so với cần sử dụng cân đòn vị số chỉ lực kế khi đó bao hàm cả trọng lượng của size dây, cơ mà trọng lượng của khung là đáng kể nên sẽ gây ra sai số được cho phép đo lực căng bề mặt. Trong phương thức dùng cân đòn thì nhị bên đều phải có khung dây như là nhau yêu cầu trọng lượng của khối gia trọng chính xác bằng lực căng bề mặt tác dụng lên thanh AB.

Câu 2 (trang 284 sgk vật Lý 10 nâng cao): Ở phương án 2, hoàn toàn có thể không cần sử dụng lực kế mà khẳng định các lực bằng cân đòn và những gia trọng được không? do sao?

Lời giải:

Ở phương án 2, ta trả toàn có thể không sử dụng lực kế mà lại vẫn rất có thể xác định các lực bằng cân đòn và những gia trọng. Vì chưng mỗi gia trọng hồ hết có cân nặng định trước nên dựa vào điều kiện thăng bằng của đòn cân mà ta xác minh được trọng lượng p của vòng nhôm và lực căng bề mặt.