WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Grupa szkoleniowa C04J mgr inż. Leszek Kubiak stopień i nazwisko
prowadzącego
GOLONKA Marcin
( imię i nazwisko słuchacza)
ocena końcowa ocena przygot.
do ćwiczenia
SPRAWOZDANIE
Z
PRACY LABORATORYJNEJ Nr 9
Temat: Wyznaczanie napięcia powierzchniowego za pomocą kapilary
1. Wstęp teoretyczny.
Efekt podnoszenia się poziomu cieczy w kapilarze związany jest ze zjawiskiem menisku wklęsłego powstającego w przypadku, gdy wypadkowa siła działająca na cząsteczkę cieczy znajdującą się przy ściance naczynia zwrócona jest na zewnątrz, to znaczy odziaływania między cząsteczkami cieczy i naczynia są większe niż między cząsteczkami samej cieczy.
W doświadczeniu wykorzystano rurki kapilarne oraz ciecze, dla których można przyjąć, iż menisk ma kształt kulisty, wówczas równanie Laplace’a na ciśnienie wytwarzane przez menisk z postaci:
po uwzględnieniu R1=R2=r oraz porównaniu z równaniem na ciśnienie hydrostatyczne otrzymujemy ostatecznie wzór na współczynnik napięcia powierzchniowego
Układ pomiarowy to: trzy naczynia napełnione badanymi cieczami do których wstawiono pionowe kapilary. Każde z naczyń ustawiamy na stoliczku z regulowaną wysokością. Wysokości cieczy w kapilarach i naczyniach mierzyliśmy katetometrem. Składa się on z masywnego pionowego pręta ze śrubą regulującą wysokość lunetki oraz skalą milimetrową. Lunetkę ustawiamy tak aby dolny menisk cieczy znalazł się na przecięciu skrzyżowanych nici. Na cylindrze do którego przymocowana jest lunetka znajduje się skala noniusza która pozwala odczytać wysokość z dokładnością do 0,05 mm
2. Wyniki pomiarów.
hk [cm]
hc[cm]
h [cm]
h śr. [cm]
woda
40,62
36,82
3,8
3,846
40,63
36,72
3,91
40,715
36,79
3,925
40,555
36,83
3,725
40,625
36,755
3,87
benzen
38,325
36,69
1,635
1,703
38,265
36,17
2,095
38,31
36,715
1,595
36,695
1,615
1,575
toluen
38,695
37,15
1,545
1,617
38,635
37,01
1,625
38,72
37,115
1,605
38,74
37,06
1,68
38,75
37,12
1,63
Gęstość wody = 0.9982 ,Gęstość benzenu = 0,8790 ,Gęstość toluenu = 0,8668 średnica kapilary = 0,50 0.01 mm , poziom ufności = 0.95
3. Obliczenia
Wyznaczamy wartość średniej arytmetycznej hśr z wykonanych pomiarów. Następnie ze wzoru : , gdzier - promień kapilaryhśr – zmierzona wysokośćd – gęstość cieczyg – przyspieszenie ziemskie q - kąt graniczny (przyjmujemy, że q=0, stąd cosq=1)Następnie liczymy odchylenie standardowe wysokości oraz odchylenie standardowe współczynnika napięcia powierzchniowego pośrednio z wzoru , gdzie zamiast h wprowadzam wyliczone odchylenie wysokości. Na koniec obliczam przedział ufności dla p=0,95.
wsp. Nap. Pow.
σhs
σwsp.
∆d
gęstość [g/cm^3]
3,8460
0,0471
0,0832
0,0010
0,0020
0,9982
michael5262