| Звіт.
Хід роботи.
- Записати радіуси трьох капілярів (вказані на установці).
- Опустити склянку В так, щоб трубка N з`єдналась з атмосферою (рис. 1). Тоді вся система приймає атмосферний тиск. По капіляру А рідина піднімається на висоту h. В колінах манометра рідина встановлюється на одному рівні.
- Для знаходження висоти h підняття рідини в капілярі піднімають склянку В. Вода, заходячи в трубку N, стискає повітря всередині системи, і виникаючий при цьому додатковий тиск буде знижувати меніск. Треба досягти опускання меніску до рівня рідини в посудині С (для кожної трубки окремо). Очевидно, що одночасно з цієї самої причини рівень рідини у правому коліні манометра буде опускатись, а в лівому підніматись. Нехай висота підняття рівня рідини в лівому коліні манометра над рівнем рідини в правому коліні буде h1, а густина рідини ρ1. Через те що ρ1h1g1 = ρhg, а у випадку однакових рідин в капілярі і манометрі ρ1 = ρ, та відповідно h1 = h.
- Дослід необхідно повторити по 3 рази для трьох капілярів з різними діаметрами. Знайти середнє арифметичне h для кожного капіляра і обчислити σ та похибки вимірювань. Результати занести в таблицю 1.
рис. 1
Заповнення таблиці.
Таблиця 1
Номер досліду | h, м•10-3 | r, м•10-3 | σ, Н/м•10-3 | ∆σ, Н/м•10-3 | Е= ∆σсер. / σсер. • 100% | σ =(σс ± ∆σс), Н/м•10-3 | І капіляр | 1 | 16 | 0,5 | x | x | x | x | 2 | 14 | 0,5 | x | x | x | x | 3 | 16 | 0,5 | x | x | x | x | Середнє значення | 15,33 | 0,5 | 5,07 | x | x | x | ІІ капіляр | 1 | 8 | 1,3 | x | x | x | x | 2 | 8 | 1,3 | x | x | x | x | 3 | 7 | 1,3 | x | x | x | x | Середнє значення | 7,66 | 1,3 | 2,53 | x | x | x | ІІІ капіляр | 1 | 12 | 0,9 | x | x | x | x | 2 | 10 | 0,9 | x | x | x | x | 3 | 12 | 0,9 | x | x | x | x | Середнє значення | 11,33 | 0,9 | 3,78 | x | x | x | Середнє значення | x | x | 3,8 | 0,85 | 22,37 | (3,8•10 ± 0,85) |
Розрахунки.
hсер. = ( h1 + h2 + h3) / 3 ;
hсер.I = ( 16 + 14 + 16) •10-3 / 3 = 15,33•10-3 [м] ;
hсер.II = ( 8 + 8 + 7) •10-3 / 3 = 7,66•10-3 [м] ;
hсер.III = ( 12 + 10 + 12) •10-3 / 3 = 11,33•10-3 [м] ;
σI = 7,5•10-2 • 9,8 • 0,5•10-3 • 15,33•10-2 / 2 = 2,8•10-3 [Н/м] ;
σII = 7,5•10-2 • 9,8 • 0,5•10-3 • 7,66•10-2 / 2 = 1,4•10-3 [Н/м] ;
σIII = 7,5•10-2 • 9,8 • 0,5•10-3 • 11,44•10-2 / 2 = 2,1•10-3 [Н/м] ;
σсер. = (σI + σII + σIII) / 3 ;
σсер. = 2,1•10-3 [Н/м] ;
∆σI = | σI - σсер. | ;
∆σII = | σII - σсер. | ;
∆σIII = | σIII - σсер. | ;
∆σI = | 2,8•10-3 - 2,1•10-3 | = 0,7•10-3 [Н/м] ;
∆σII = | 1,4•10-3 - 2,1•10-3 | = 0,7•10-3 [Н/м] ;
∆σIII = | 2,1•10-3 - 2,1•10-3 | = 0 [Н/м] ;
∆σсер. = ( 0,7•10-3 + 0,7•10-3 + 0 ) / 3 = 0,47•10-3 [Н/м] ;
E = 0,47•10-3 / 2,1•10-3 •100% = 22,38%;
σ = σс ± ∆σс ;
σ = (2,1 ± 0,47)•10-3 [Н/м] ;
Вітаємо!
Ви виконали лабораторну роботу "Вивчення коефіцієнта поверхневого натягу рідини методом підняття рідини в капілярах". |