2019_2_semestre_Otchyot_po_labe_3_4_Mole kulyarny_praktikum (Отчеты по лабораторным работам (2019))
Описание файла
Документ из архива "Отчеты по лабораторным работам (2019)", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "молекулярный практикум" из 2 семестр, которые можно найти в файловом архиве НГУ. Не смотря на прямую связь этого архива с НГУ, его также можно найти и в других разделах. .
Онлайн просмотр документа "2019_2_semestre_Otchyot_po_labe_3_4_Mole kulyarny_praktikum"
Текст из документа "2019_2_semestre_Otchyot_po_labe_3_4_Mole kulyarny_praktikum"
Отчет о лабораторной работе 3.4
“Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкостей волновым методом.”
Выполнила: Затолоцкая Юлия Андреевна
Студентка группы 18308. ФФ НГУ
Преподаватель: Золкин Александр Степанович.
Преподаватель НГУ, к.ф.-м.н., доцент.
Цель работы
Измерение поверхностного натяжения воды, 10% глицерина. Определение зависимости величины коэффициента поверхностного натяжения воды от концентрации глицерина.
Идея метода измерений
Если генерировать волны в жидкости с помощью генератора с известной частотой и измерить длины получившихся волн, то поверхностное натяжение жидкости будет равным:
(2π
(1)
ρ – плотность жидкости, λ – длина волны, f – частота генератора, g
Методика измерений
С помощью генератора волн возбуждаются волны с частотой f.
Длина волны вычислена с помощью стробоскопического метода, то есть осуществлялось прерывистое освещение с частотой, равной частоте генератора. Таким образом получалось неподвижное увеличенное изображение волны на экране. Длина волны вычислена по подобию треугольников: измерено расстояние от лампы до кюветы, от кюветы до экрана. Коэффициент подобия получился равным 2,44.
Вычислено поверхностное натяжение по формуле (1).
Результаты измерений
Таблица 1. Поверхностное натяжение воды. F – частота генератора, Li – длина волны на экране при i-м измерении, λ – истинная длина волны, σ – вычисленное поверхностное натяжение воды.
| f, Гц | L1, мм | L2, мм | L3, мм | L4, мм | L5, мм | ΔL, мм |
| λ, мм | σ, Н/м |
| 60 | 13 | 12 | 12 | 11 | 10 | 1,14 | 11,6 | 4,75 | 0,0560 |
| 70 | 12 | 8 | 10 | 7 | 8 | 2,00 | 9 | 3,69 | 0,0358 |
| 80 | 10 | 8 | 6 | 7 | 6 | 1,67 | 7,4 | 3,03 | 0,0262 |
| 90 | 10 | 7 | 6 | 6 | 6 | 1,73 | 7 | 2,87 | 0,0284 |
| 100 | 10 | 6 | 5 | 6 | 5 | 2,07 | 6,4 | 2,62 | 0,0271 |
| 110 | 7 | 5 | 5 | 6 | 4 | 1,14 | 5,4 | 2,21 | 0,0197 |
| 120 | 7 | 4 | 4 | 5 | 4 | 1,30 | 4,8 | 1,97 | 0,0165 |
, мм
Таблица 2. Поверхностное натяжение 10%-ого глицерина. F – частота генератора, Li – длина волны на экране при i-м измерении, λ – истинная длина волны, σ – вычисленное поверхностное натяжение глицерина.
| f,, Гц | L1, мм | L2, мм | L3, мм | L4, мм | L5, мм | ΔL, мм |
| λ, мм | σ, Н/м |
| 60 | 8 | 7 | 8 | 9 | 8 | 0,71 | 8 | 3,28 | 0,0176 |
| 70 | 8 | 7 | 7 | 7 | 8 | 0,55 | 7,4 | 3,03 | 0,0195 |
| 80 | 7 | 5 | 7 | 5 | 6 | 1,00 | 6 | 2,46 | 0,0137 |
| 90 | 4 | 6 | 6 | 6 | 6 | 0,89 | 5,6 | 2,30 | 0,0143 |
| 100 | 5 | 6 | 6 | 5 | 4 | 0,84 | 5,2 | 2,13 | 0,0143 |
| 110 | 5 | 5 | 5 | 4 | 5 | 0,45 | 4,8 | 1,97 | 0,0137 |
| 120 | 5 | 5 | 4 | 4 | 5 | 0,55 | 4,6 | 1,89 | 0,0145 |
Погрешности измерений
- Погрешность генератора (3%);
- Погрешность линейки (0,5 мм);
- Погрешность определения длины волны в связи с низкой четкостью изображения (20%);
- Наличие примесей в жидкости;
![]()
Обсуждение результатов
Обсуждение результатовРис.1. Зависимость поверхностного натяжения воды σ от частоты генератора f.
По рис.1 видно, что полученные значения поверхностного натяжения воды оказались ниже табличных [1], что можно объяснить наличием примесей в воде. Также зависимость σ(f) получилась убывающей. Такой результат может быть связан с низкой четкостью изображения волн на экране.
По рис.2 видно, что поверхностное натяжение 10% глицерина получилось ниже, чем поверхностное натяжение 20% глицерина, что не сходится с табличными данными [2]. Также зависимость σ(f) получилась постоянной.
Поверхностное натяжение 10% глицерина получилось ниже, чем у воды. Следовательно, увеличение концентрации глицерина уменьшает поверхностное натяжение воды..
Рис.2 . Зависимость поверхностного натяжения глицерина σ от частоты генератора f.
Вывод
Мной твердо установлены значения поверхностного натяжения воды и глицерина при различных частотах генератора. Поверхностное натяжение глицерина получилось ниже, чем у воды, что говорит о том, что поверхностное натяжение воды уменьшается с увеличением концентрации глицерина. Зависимость σ(f) для воды получилась убывающей, что связано с низкой четкостью изображения волн на экране. Зависимость σ(f) для глицерина 10% получилась постоянной.
| Частота, Гц | σ воды, дин/см | σ глицерина 10%, дин/см |
| 60 | 62,24 | 17,55 |
| 70 | 35,81 | 19,50 |
| 80 | 26,17 | 13,66 |
| 90 | 28,44 | 14,30 |
| 100 | 27,05 | 14,30 |
| 110 | 22,01 | 13,72 |
| 120 | 23,66 | 14,50 |
Литература
1. Surface tension - en.wikipedia.org/wiki/Surface_tension
2. Physical properties of glycerin and its solutions, Glycerine Producers' Association, 1963, 27 c.
4
Затолоцкая Юлия Андреевна, 18308
