Phương pháp dùng lực kế xác định lực căng bề mặt

      160
- Chọn bài bác -Bài 34 : Chất rắn kết tinc. Chất rắn vô định hìnhBài 35 : Biến dạng cơ của trang bị rắnBài 36 : Sự nở bởi sức nóng của vật rắnBài 37 : Các hiện tượng bề mặt của chất lỏngBài 38 : Sự gửi thể của các chấtBài 39 : Độ ẩm của không khíBài 40 : Thực hành : Xác định hệ số căng mặt phẳng của hóa học lỏng

Giải Bài Tập Vật Lí 10 – Bài 40 : Thực hành : Xác định thông số căng bề mặt của chất lỏng giúp HS giải bài xích tập, nâng cấp kĩ năng tư duy trừu tượng, bao gồm, cũng như định lượng trong bài toán ra đời những có mang với định cách thức thiết bị lí:

I – MỤC ĐÍCH

– Khảo liền kề hiện tượng kỳ lạ căng mặt phẳng của hóa học 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 tất cả độ phân tách nhỏ dại độc nhất vô nhị 0,001N.

2. Vòng sắt kẽm kim loại (nhôm) tất cả dây treo.

3. Hai cốc vật liệu bằng nhựa A, B đựng nước, nối thông trực tiếp với nhau bởi một ống cao su Silinhỏ (Hình 40.1 SGK).

4. Thước kẹp tất cả độ phân chia nhỏ tuổi tuyệt nhất 0,1milimet, hoặc 0,05; 0,02 milimet, Giới hạn đo 150mm (Hình 40.3 SGK).

5. Giá treo bao gồm cơ cấu tổ chức nâng hạ cốc đựng hóa học lỏng.

III – CƠ STại LÍ THUYẾT

Mặt loáng của chất lỏng luôn bao gồm những trương lực, theo phương tiếp đường với khía cạnh nháng. Những trương lực này tạo cho khía cạnh thoáng của hóa học lỏng có xu thế thu hẹp mang đến diện tích S nhỏ tốt nhất. Chúng được Điện thoại tư vấn là đều trương lực mặt phẳng (xuất xắc có cách gọi khác là trương lực mặt ngoài) của chất lỏng.

Có các phương thức đo lực căng bề mặt. Trong bài bác này ta cần sử dụng một lực kế tinh tế (các loại 0,1N), treo một cái vòng bởi nhôm có tính bám ướt hoàn toàn đối với hóa học lỏng bắt buộc đo (Hình 40.2SGK).

Nhúng lòng vòng va vào khía cạnh hóa học lỏng, rồi dàn ra mặt nháng. khi lòng vòng vừa mới được nâng lên cùng bề mặt thoáng, nó không bị bứt tức thì thoát ra khỏi chất lỏng: một màng hóa học lỏng mở ra, bám xung quanh chu vi không tính và chu vi trong của vòng, tất cả xu thế kéo vòng vào hóa học lỏng. Lực Fc vì màng hóa học lỏng tính năng vào vòng đúng bởi tổng trương lực mặt phẳng của hóa học lỏng chức năng lên chu vi ngoài cùng chu vi vào của vòng.

Do vòng bị chất lỏng dính ướt trọn vẹn, nên những lúc kéo vòng lên khỏi phương diện nhoáng và bao gồm một màng hóa học lỏng căng thân lòng vòng và phương diện nháng, thì trương lực Fc tất cả cùng phương chiều cùng với trọng lực P của vòng. Giá trị lực F đo được bên trên lực kế bằng tổng của nhị lực này:

F = Fc + P

Đo P. cùng F ta xác minh được lực căng mặt phẳng Fc tác dụng lên vòng.

Hotline L1 là chu vi xung quanh với L2 là chu vi trong của chiếc vòng, ta tính được hệ số căng mặt phẳng σ của chất lỏng làm việc ánh sáng nghiên cứu và phân tích theo công thức:

*

tại chỗ này D cùng d là 2 lần bán kính ngoài với 2 lần bán kính vào của vòng

IV – GIỚI THIỆU DỤNG CỤ ĐO

1. Chiếc vòng nhôm cần sử dụng vào phân tích này là các loại vật dụng rắn có tính bám ướt hoàn toàn đối với chất lỏng phải phân tích (nước). Trước lúc đo phải vệ sinh không bẩn những chất không sạch dính vào mặt vòng, để có công dụng đo đúng mực.

2. Thước kẹp dùng đo chu vi ko kể cùng chu vi trong của mẫu vòng.

Xem thêm: Jinx Mùa 11: Bảng Ngọc Bổ Trợ, Cách Chơi Jinx Bá Đạo, Jinx Mùa 11

Thước kẹp: tất cả thước chính với du xích.


– Đọc phần bao gồm (bên trên thước chính);

– Đọc phần lẽ: vạch trùng x độ phân tách nhỏ nhất(trên du xích);

– Kết quả: phần thiết yếu + phần lẻ.

V – TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM

BÁO CÁO THỰC HÀNH

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

Tên bài xích thực hành:

1. Trả lời câu hỏi

a) Nêu ví dụ về hiện tượng dính ướt và hiện tượng lạ ko bám ướt của hóa học lỏng ?

Trả lời:

– Hiện tượng dính ướt: Vì chất liệu thủy tinh bị nước bám ướt, yêu cầu giọt nước nhỏ cùng bề mặt phiên bản thủy tinh mở rộng thành một hình gồm dạng bất kỳ.

– Hiện tượng ko bám ướt: chất liệu thủy tinh không xẩy ra tbỏ ngân dính ướt, cần giọt thủy ngân nhỏ trên mặt bạn dạng chất liệu thủy tinh vo tròn lại với bị dẹt xuống vày tác dụng của trọng tải.

b) Lực căng mặt phẳng là gì ? Nêu phương pháp sử dụng lực kế khẳng định lực căng bề mặt cùng xác định thông số căng mặt phẳng ? Viết phương pháp thực nghiệm xác minh hệ sốcăng bề mặt theo phương pháp này ?

Trả lời:

– Lực căng bề mặt: là lực tính năng lên một đoạn đường bé dại bất kì bên trên mặt phẳng hóa học lỏng luôn tất cả phương thơm vuông góc với phần đường này và tiếp tuyến đường với bề mặt hóa học lỏng, tất cả chiều làm giảm diện tích S mặt phẳng chất lỏng với gồm độ phệ f tỉ lệ thành phần thuận với độ nhiều năm l của phần đường đó: f = σl.

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

Giá trị của σ phụ thuộc vào vào ánh nắng mặt trời cùng bản chất của hóa học lỏng: σ bớt Khi nhiệt độ tăng.

– Phương pháp xác định:

Nhúng lòng vòng va vào mặt hóa học lỏng, rồi vuốt lên mặt nháng. Lúc lòng vòng vừa mới được thổi lên trên mặt nhoáng, nó không biến thành bứt ngay ra khỏi hóa học lỏng: một màng hóa học lỏng mở ra, bám xung quanh chu vi ko kể và chu vi vào của vòng, gồm xu thế kéo vòng vào hóa học lỏng. Lực Fc bởi màng chất lỏng tác dụng vào vòng đúng bằng tổng trương lực bề mặt của chất lỏng chức năng lên chu vi ngoại trừ và chu vi trong của vòng.

Do vòng bị hóa học lỏng bám ướt trọn vẹn, nên khi kéo vòng lên ngoài khía cạnh loáng cùng tất cả một màng hóa học lỏng căng giữa đáy vòng cùng khía cạnh nháng, thì lực căng Fc có cùng pmùi hương chiều với trọng lực P của vòng. Giá trị lực F đo được trên lực kế bởi tổng của nhị lực này:

F = Fc + P

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

– Công thức thực nghiệm khẳng định thông số căng bề mặt:

*

2. Kết quả

* Bảng 40.1

Độ phân tách nhỏ dại tuyệt nhất của lực kế: 0,001N
Lần đo Phường (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 trung bình 0,0464 0,0612 0,015 0,0006

* Bảng 40.2

Độ chia nhỏ độc nhất vô nhị của thước kẹp: 0,05milimet
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 vừa phải 51,66 0,08 50,03 0,005

a) Các hiệu quả tính được được ghi nlỗi trong bảng 40.1 và 40.2

b) Giá trị mức độ vừa phải của thông số căng mặt phẳng của nước:

*

c) Tính không đúng số tỉ đối của phxay đo:

*

Trong đó:

*
(ΔF’ là không nên số lao lý của lực kế, đem bằng một nữa độ phân tách bé dại duy nhất của lực kế → ΔF’ = 0,0050% = 0,0005)

*
(ΔD’ cùng Δd’ là không đúng số cơ chế của thước kẹp, lấy bởi một nữa độ phân tách nhỏ tuyệt 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

*

vì thế vào ngôi trường hòa hợp này ta đề nghị lấy π = 3,1412 khiến cho

*
khi đó ta có thể làm lơ
*

*

d) Tính không đúng số hoàn hảo nhất của phnghiền đo:

*

e) Viết kết quả xác định hệ số căng mặt phẳng của nước:

*

Câu hỏi

Bài 1 (trang 222 SGK Vật Lý 10). cũng có thể dùng lực kế tinh tế nhằm đo lực căng mặt phẳng cùng hệ số căng bề mặt của chất lỏng không bám ướt theo cách thức nêu trong bài bác được không?

Trả lời:

Ta có thể áp dụng lực kế nhạy bén nhằm đo trương lực mặt phẳng và hệ số căng bề mặt của hóa học lỏng ko bám ướt theo cách thức nêu vào bài bác.

Bài 2 (trang 222 SGK Vật Lý 10). Trong bài xích phân tích này, tại vì sao lúc nấc nước trong bình A đi lùi dần dần thì cực hiếm chỉ trên lực kế lại tăng dần?

Trả lời:

lúc nước trong bình A đi lùi dần dần thì lực đẩy Ac-xi-met Fa sẽ sút dần, do vậy nó sẽ dần bé dại rộng trọng tải Phường của vòng nhôm, P > Fa ⇒ vòng nhôm lùi về dần dần đến lúc dây duy trì vòng đạt đến số lượng giới hạn bầy hồi. Mặt khác, do vòng nhôm không dính ướt buộc phải lực căng bề mặt của nước níu giữ bề mặt vòng nhôm khiến nó bị kéo xuống, cho đến lúc giá trị trương lực bề mặt của nước đạt cực to, lực cửa hàng thân các phân tử nước không thể đủ sức hút yêu cầu chúng bị ” đứt” “buông tha” cho vòng nhôm.


Bài 3 (trang 222 SGK Vật Lý 10). So sánh giá trị của hệ số căng mặt phẳng khẳng định được trong phân tách này với giá trị thông số căng mặt phẳng σ của nước cất làm việc 20oC ghi trong Bảng 37.1, sách giáo khoa? Nếu có lệch lạc thì nguyên ổn hiền lành đâu?

Trả lời:

Hệ số căng bề mặt vào thí nghiệm hay nhỏ tuổi rộng quý giá thực tế vào SGK (σ = 0,073N/m) do trong SGK làm phân tích ngơi nghỉ môi trường thiên nhiên lí tưởng nước đựng, còn trong chống thể nghiệm độ tinch khiết của nước với của vòng nhôm không lí tưởng, bao gồm sai số vào quá trình đo. Ngoài ra σ còn nhờ vào vào ánh sáng của môi trường xung quanh.

Bài 4 (trang 222 SGK Vật Lý 10). Sai số của phxay đo hệ số căng bề mặt σ trong bài thực hành thực tế đa phần gây nên vày ngulặng nhân nào?

Trả lời:

Sai số hệ thống: không đúng số phương tiện đo.

Sai số ngẫu nhiên:

+ Sai số trong quy trình đo: ko làm đúng phân tách, kĩ năng thực hành kỉm, ĐK thực hành gặp mặt trsinh sống ngại: gió, mức độ cản không gian,…

+ Sai số trong quy trình tính toán: lấy tròn số Lúc tính, tính không nên,…

+ Sai số vày ánh nắng mặt trời môi trường xung quanh rất có thể dịch chuyển dịu trong năm làm thực nghiệm.