Как найти массу с каплями

Как найти массу с каплями

Лабораторная работа № 5

Тема: «ИЗМЕРЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ»

Цель: определить коэффициент поверхностного натяжения воды методом отрыва капель.

Оборудование: сосуд с водой, шприц, сосуд для сбора капель.

Теория.

   Молекулы поверхностного слоя жидкости обладают избытком потенциальной энергии по сравнению с энергией молекул, находящихся внутри жидкости

   Как и любая механическая система, поверхностный слой жидкости стремится уменьшить потенциальную энергию и сокращается. При этом совершается работа А:

   где σ – коэффициент поверхностного натяжения. Единицы измерения Дж/м2 или Н/м

или  

   где F – сила поверхностного натяжения, l – длина границы поверхностного слоя жидкости.

   Поверхностное натяжение можно определять различными методами. В лабораторной работе используется метод отрыва капель.

   Опыт осуществляют со шприцом, в котором находится исследуемая жидкость. Нажимают на поршень шприца так, чтобы из отверстия узкого конца шприца медленно падали капли. Перед моментом отрыва капли сила тяжести Fтяж=mкапли·g равна силе поверхностного натяжения F, граница свободной поверхности – окружность капли

l=π·dкапли

   Следовательно:

   Опыт показывает, что dкапли =0,9d, где d – диаметр канала узкого конца шприца.

   Массу капли можно найти, посчитав количество капель n и зная массу всех капель m.

   Масса капель m будет равна массе жидкости в шприце. Зная объем жидкости в шприце V и плотность жидкости ρ можно найти массуm=ρ·V

Ход работы.

   1. Подготовьте оборудование:
Измерение поверхностного натяжения   Начертите таблицу:

№

опыта

Масса капель

m, кг

Число капель

n

Диаметр канала шприца

d, м

Поверхност-ное натяжение

σ, Н/м

Среднее значение поверхностного натяжения

σср, Н/м

Табличное значение
поверхност-ного натяжения

σтаб, Н/м

Относительная погрешность

δ %

1

1*10-3

2,5*10-3

0,072

2

2*10-3

2,5*10-3

3

3*10-3

2,5*10-3

Опыт 1

  1. Наберите в шприц 1 мл воды («один кубик»).
  2. Подставьте под шприц сосуд для сбора воды и, плавно нажимая на поршень шприца, добейтесь медленного отрывания капель. Подсчитайте количество капель в 1 мл и результат запишите в таблицу.
  1. Вычислите поверхностное натяжение по формуле 

Результат запишите в таблицу.

  1. Повторите опыт с 2 мл и 3 мл воды.
  2. Найдите среднее значение поверхностного натяжения 

Результат запишите в таблицу.

  1. Сравните полученный результат с табличным значением поверхностного натяжения с учетом температуры.
  2. Определите относительную погрешность методом оценки результатов измерений.

Относительная погрешность

   Результат запишите в таблицу.

  1. Сделайте вывод.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

  1. Почему поверхностное натяжение зависит от рода жидкости?
  2. Почему и как зависит поверхностное натяжение от температуры?
  3. Изменится ли результат вычисления поверхностного натяжения, если опыт проводить в другом месте Земли?
  4. Изменится ли результат вычисления, если диаметр капель трубки будет меньше?
  5. Почему следует добиваться медленного падения капель?

Вариант выполнения лабораторной работы.

Результаты измерений:

Количество капель в 1 мл – 21

Количество капель в 2 мл – 40

Количество капель в 3 мл – 59

Источник

Как определить объём и массу одной капли?



Профи

(563),
закрыт



13 лет назад

Дополнен 13 лет назад

Задали лабораторную работу по физике (7 класс) , а здесь запнулась. Это творческое задание, но до меня не дохотит…

Ирина Рудерфер

Высший разум

(120406)


13 лет назад

Взять мерную колбу, взвесить ее, и наполнить до метки по каплям, считая капли.
Взвесить после наполнения. Определить суммарную массу жидкости, суммарный объем извсетен – это объем мерной колбы.
Разделив суммарную массу и объем на число капель, получите массу и объем каждой капли

Источник
Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.

поделиться знаниями или
запомнить страничку

  • Все категории
  • экономические
    43,660
  • гуманитарные
    33,654
  • юридические
    17,917
  • школьный раздел
    611,971
  • разное
    16,905

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах. 

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте. 

Как быстро и эффективно исправить почерк?  Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью. 

Источник

Задача. Из пипетки, диаметр отверстия которой displaystyle N=21 мм, вытекло displaystyle sigma =7,3cdot {{10}^{-2}} капли воды. Определите объём воды, вытекшей из пипетки. Поверхностное натяжение воды displaystyle sigma =7,3cdot {{10}^{-2}} Н/м.

Решение

Думаем: объём воды, вытекшей из отверстия (если мы не знаем объёма или формы сосуда, куда она затекла), можно найти, пользуясь определением плотности

displaystyle rho =frac{m}{V} (1)

Плотность воды — параметр табличный, он нам известен, а вот с массой воды нужно подумать. Общую массу воды можно найти исходя из количества капель (displaystyle {{m}_{0}}) и массы одной капли (displaystyle {{m}_{0}}):

displaystyle m=N{{m}_{0}} (2)

Вопрос о массе одной капли сводится к рассмотрению процесса выпадения капли из пипетки. Пока капля образовывается, она висит в пипетке. В некоторый момент времени она отрывается. Почему так происходит? В этот момент сила тяжести равна силе поверхностного натяжения, в следующий момент времени (воды стало чуть больше), сила тяжести становиться чуть больше и капля отрывается. Таким образом, в момент отрыва:

displaystyle {{m}_{0}}g={{F}_{pn}} (3)

Силу же поверхностного натяжения найдём через её определение:

displaystyle {{F}_{pn}}=sigma l (4)

Для этого соотношения главное помнить, что displaystyle l — длина границы раздела двух фаз (вода/ободок пипетки). В нашем случае, данная граница раздела — периметр по которому вода смачивает пипетку (её внутреннюю часть), она имеет форму окружности, тогда displaystyle l=pi d.

Решаем: подставим наши рассуждения по поводу границы раздела в (4), а потом в (3).

displaystyle {{m}_{0}}g=sigma pi dRightarrow {{m}_{0}}=frac{sigma pi d}{g} (5)

Тогда массу всей жидкости можем получить при подстановке (5) в (2):

displaystyle m=Nfrac{sigma pi d}{g} (6)

И последнее:

displaystyle rho =frac{m}{V}Rightarrow V=frac{m}{rho }Rightarrow V=Nfrac{sigma pi d}{grho } (7)

Считаем: помним, что длину необходимо перевести в единицы СИ (displaystyle =0,0015 мм displaystyle pi approx 3,14 м) и учитывая значение констант (displaystyle g=10, displaystyle ^{2} м/сdisplaystyle rho =1000, displaystyle ^{3} кг/мdisplaystyle ^{3}).

displaystyle ^{3} мdisplaystyle approx 0,72 displaystyle ^{3} смdisplaystyle ^{3}

Ответ: displaystyle ^{3} смdisplaystyle ^{3}.

Ещё задачи на тему «Поверхностное натяжение«.

Источник

Имея весы, разновес, пипетку, стакан с водой, определите среднюю массу одной капли воды.

Скачать:

Предварительный просмотр:

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЗАДАЧА

Имея весы, разновес, пипетку, стакан с водой, определить среднюю массу одной капли воды. Как увеличить точность измерения массы капли воды с помощью данных приборов?

РЕШЕНИЕ:

1. Взвесить стакан с водой: 115г.

2. Из этого стакана набрать воду в пипетку, а потом перелить в другой сосуд, тщательно пересчитывая капли: 60 капель. Чем больше капель, тем точнее результат.

3. Снова взвесить стакан с водой: 114г.

4. Из первого результата, вычесть второй результат: 115г – 114г = 1г.

5. Полученную разницу разделить на количество капель: 1г : 60 = 0,02г.

Ответ: 0,02г масса одной капли воды.

Источник

Добавить комментарий