Како да се измери површинските тензии

Површинските тензии ја опишува способноста на течноста да се спротивстави на силата на гравитацијата. На пример, водата на површината на табелата форми капки, бидејќи молекулите на водата се привлекуваат едни на други, кои ја спречуваат моќта на гравитацијата. Тоа е благодарение на површинските тензии на потешки предмети, на пример, инсекти, може да се одржи на површината на водата. Површинската напнатост се мери во сила (h) поделена со единица со должина (m), или во количината на енергија по единица површина. Силата со која во вода молекулите комуницираат (кохезија сила), предизвикува тензија, што резултира со капки вода (или други течности). Површинската напнатост може да се измери со неколку едноставни предмети кои се практично во секој дом и калкулатор.

Чекори

Метод 1 од 3:

Со помош на рокер

Еден. Снимете ја равенката за површинска напнатост. Во овој експеримент, равенката за одредување на површинската напнатост е како што следува: F = 2sd, Каде Ф - Сила во Њутн (ж), С - површинска напнатост во newtons по метар (n / m), Д - Должина што се користи во експериментот за игла. Изразувајте ја површинската напнатост од оваа равенка: S = f / 2d.

Силата ќе се пресмета на крајот на експериментот.
Пред да продолжите со експериментот, измерете ја должината на иглата во метри користејќи го владетелот.

Сликата под наслов Мерка Површинска напнатост Чекор 2

2. Опишете мал рокер. Во овој експеримент, рокер и мала игла што лебдат на површината на водата се користи за да се одреди површинската напнатост. Неопходно е внимателно да се третира изградбата на рокерот, бидејќи точноста на резултатот зависи од ова. Можете да користите разни материјали, главната работа е да направите хоризонтална крстосница на нешто тврд: дрво, пластика или густа картон.

Определете го центарот на прачката (на пример, слама или пластичен владетел), кој ќе го користите како пречка, и вежбајте или истурете ја дупката на ова место, тоа ќе биде точка на поддршка на пречката на која ќе Слободно ротирај. Ако користите пластична слама, само истурете го со игла или ноктите.

Вежба или истурете дупки на краевите на вселената, така што тие се наоѓаат на исто растојание од центарот. Кредит преку дупки на теми на кои ја суспендирате чашата за товар и игла.

Доколку е потребно, донесете го рокерот со книги или други доволно цврсти предмети, така што пречката останува во хоризонтална положба. Неопходно е вкрстената лента слободно да ротира околу ноктот или прачка заглавена во средината.

Сликата под наслов Мерење на површинските тензии Чекор 3

3. Земете парче алуминиумска фолија и превртете го во облик на кутија или чинија. Воопшто не е неопходно овој чинија да има десен квадрат или круг. Го пополнувате со вода или со друг товар, па затоа внимавајте да постои тежина.

Суспендирајте кутија или фолија чинија на едниот крај на пречката. Дали мали дупки на рабовите на чинија и нишка преку нив, така што чистењето висеше на брегот.

Сликата под наслов Мерење на површинските тензии Чекор 4

Четири. Суспендирање кон другиот крај на пречката на иглата или хартиените клипови, така што е хоризонтално. Врзете хоризонтално игла или хартиени клипови на конецот, кој виси од другиот крај на пречката. Така што експериментот е способен, неопходно е да се постави игла или хартиена клиника.

Сликата под наслов Мерење на површинските тензии Чекор 5

Пет. Пластизира пластила на пречката за да се балансира садот за алуминиумски фолија. Пред да продолжите со експериментот, потребно е да се осигура дека пречката е хоризонтално. Фолија чинија е потешки игли, па на неговата страна на пречката оди надолу. Прикачи доволно количество на пластистина на спротивната страна на пресекот, така што е хоризонтално.

Ова се нарекува балансирање.

Сликата под наслов Мерење на површинските тензии Чекор 6

6. Ставете ја иглата виси на конецот или затворањето на хартијата. На овој чекор ќе се бара дополнителни напори за да се организира иглата на површината на водата. Бидете сигурни дека иглата не се фрли во водата. Пополнете го контејнерот со вода (или друга течност со непозната површинска напнатост) и ставете го под висината на иглата, така што иглата се наоѓа директно на површината на течноста.

Направи ова, така што јажето ја држи иглата останува на самото место и беше доволно испружена.

Сликата под наслов Мерење на површинските тензии Чекор 7

7. Тежат на мали скали неколку пинови или мала количина на измерени капки вода. Ќе додадете на алуминиумска чинија на рокер еден пински или пад на вода. Во овој случај, неопходно е да се знае точната тежина на која иглата ќе се прекине од површината на водата.

Пресметајте го бројот на иглички или капки вода и ги измерите.

Определете ја тежината на еден PIN или капки за вода. За да го направите ова, споделете ја вкупната тежина на бројот на иглички или капки.

Да претпоставиме дека 30 пина тежат 15 грама, а потоа 15/30 = 0,5, односно еден пински тежи 0,5 грама.

Сликата под наслов Мерење на површинските тензии Чекор 8

осум. Додадете пинови или вода капки на еден во алуминиумска фолија чинија додека иглата се оддалечи од површината на водата. Постепено додадете еден PIN или капка вода. Внимателно гледајте ја иглата за да не го пропуштите моментот кога по друго зголемување на товарот ќе се отцепи од вода. Веднаш штом иглата се распаѓа од површината на течноста, престанете да додавате пинови или капки за вода.

Пресметајте го бројот на иглички или капки со вода на која иглата на спротивниот крај на пречката се оддалечи од површината на водата.

Запишете го резултатот.

Повторете го искуството од неколку (5 или 6) пати за да добиете попрецизни резултати.

Размислете за просечната вредност на резултатите. За да го направите ова, преклопете го бројот на иглички или капки во сите експерименти и поделете го износот според бројот на експерименти.

Сликата под наслов Мерење на површинските тензии Чекор 9

Девет. Преведете го бројот на пиновите во сила. За да го направите ова, множете го бројот на грамови за 0.00981 N / G. За да се пресмета површинската напнатост, неопходно е да се знае моќта што е потребно за да ја напушти иглата од површината на водата. Бидејќи ја сметате тежината на ПИН во претходниот чекор за да ја одредите силата, доволно е да ја зголемите оваа тежина за 0.00981 N / G.

Умножете го бројот поставен во чинија на тежината на еден ПИН. На пример, ако ставите 5 пинови со тежина од 0,5 грама, нивната вкупна тежина ќе биде 0,5 g / pin = 5 x 0,5 = 2,5 грама.

Умножете го бројот на грамови на множител на 0.00981 N / G: 2.5 x 0.00981 = 0.025 n.

Сликата под наслов Мерење на површинските тензии Чекор 10

10. Поднесувајте ги добиените вредности во равенката и пронајдете ја саканата вредност. Користење на резултатите добиени за време на експериментот, можете да ја дефинирате површинските тензии. Само замени ги вредностите пронајдени и пресметување на резултатот.

Да претпоставиме дека во горенаведениот пример, должината на иглата е 0.025 метри. Ние ги заменуваме вредностите на равенката и добиваме: S = F / 2D = 0.025 N / (2 x 0.025) = 0.05 n / m. Така, површинската напнатост на течноста е 0,05 n / m.

Метод 2 од 3:

На капиларен ефект

Еден. Дознајте за капиларниот ефект. За да ги разберете капиларните феномени, прво мора да се запознаете со силите на адхезија и кохезија. Адхезијата предизвикува адхезија на течност на цврста површина, како што е стаклото. Благодарение на моќта на кохезијата на молекулите на течноста се привлекорни едни со други.. Заедничкото дејство на адхезионите и кохезиските сили предизвикува укинување на течности во тенки цевки.

Во висина на подигнување на течноста во цевката, можете да ја пресметате површинските тензии на оваа течност.
Кохезиските сили доведуваат до формирање на меурчиња и капки на површината. По контакт течноста со воздух, молекулите на течноста се привлекуваат едни на други, како резултат на кој се формира меурот.
Адхезијата води кон формирање на менискус, кој е забележлив во местата на контакт на течноста со стаклени ѕидови. Конкавната форма на менискус е видлива за голо око.
Пример за капиларен ефект е лифтот на течноста во сламата, спуштен во чаша со вода.

Сликата под наслов Мерење на површинските тензии Чекор 12

2. Запишете ја равенката за да ја одредите површинската напнатост. Површинската напнатост се пресметува на следниов начин: S = (ρhga / 2), Каде С - Површински напон, ρ - густина на течноста под студирање, Час - Висина на лифтинг течност во цевката, Г - Забрзување на слободниот пад поради моќта на гравитацијата дејствува на течноста (9,8 m / s), A - радиус капиларна цевка.

Кога ги заменува податоците во оваа равенка, осигурајте се дека тие се изразени Метрички единици на мерка: Густина во kg / m, висина и радиус во метри, забрзување на слободен пад во m / s.

Ако течната густина не е дадена однапред, може да се најде во директориумот или Пресметајте Со густина на формула = маса / волумен.

Површинската напнатост се мери во newtons по метар (n / m). Њутн е 1 кг * m / s. За самостојно дефинирање на единиците на мерење, само заменете ги само во равенка, без нумерички вредности: S = kg / m * m * m / s * m. Ако се намали два метри во бројач и именител, добиваме 1 кг * m / s / m, што е, 1 n / m.

Сликата под наслов Мерење на површинските тензии Чекор 13

3. Истурете течност во контејнерот со непозната површинска напнатост. Земете плитко јадење или сад и истурете ја течноста за да го покрива дното од 2-3 сантиметри. Количината на течност не ја игра улогата, главната работа е јасно да се види колку ќе се зголеми во капиларната цевка.

Ако сакате да експериментирате со различни течности, темелно исчистете ја и исушете ја плочата пред да истурате друга течност во неа, или секој пат кога ќе користите друг контејнер.

Сликата под наслов Мерење на површинските тензии Чекор 14

Четири. Намали чиста тенка цевка во течноста. Во висина на подигнување на течноста во оваа цевка ја дефинирате површинските тензии. Цевката мора да биде чиста, така што јасно може да се види како течноста ќе се зголеми високо во плочата. Покрај тоа, цевката мора да има постојана Радиус.

За мерење на радиусот, едноставно закачете владетел на горниот раб на цевката и одредување на дијаметарот. Потоа престанете со дијаметарот на 2, и ќе најдете радиус.

Сликата под наслов Мерење на површинските тензии Чекор 15

Пет. Измерете ја висината на која течноста се издига над нивото во чинија. Поместете го работ на линијата на површината на течноста во плоча и одредувајте која висина е зголемена во цевката. Водата во цевката се зголемува поради фактот што лифтовата сила на површинските тензии ја надминува гравитацијата која се повлекува.

Сликата под наслов Мерење на површинските тензии Чекор 16

6. Поднесувајте ги вредностите во равенката и направете ги пресметките. Откако ќе ги дефинирате сите потребни вредности, заменете ги на равенката и пронајдете ја површинската напнатост. Не заборавајте да ги пренесете сите вредности на мерните единици за мерење за да го добиете вистинскиот резултат.

Да претпоставиме дека ја измериме површинските тензии на вода. Густината на водата е околу 1 kg / m (во овој пример користиме приближни вредности). Забрзување на слободен пад е 9,8 m / s. Нека радиусот на цевката е 0.029 м, а водата се зголеми на висина од 0,5 м. Што е еднакво на површинските тензии на вода?

Ние ги заменуваме добиените вредности во равенката и добивам: S = (ρhga / 2) = (1 x 9.8 x 0.029 x 0.5) / 2 = 0.1421 / 2 = 0.071 j / m.

Метод 3 од 3:

Како да се одреди релативната површинска напнатост со монета

Еден. Собери се што ви треба. За овој експеримент, ќе ви треба пипета, сува монета, вода, мала сад, миење садови, растително масло и пешкир. Сето ова може да се најде дома или во најблиската продавница. Меѓутоа, можете да направите без средства за миење садови и растително масло, меѓутоа, за споредба ќе ви требаат неколку различни течности.

Пред да започнете со експерименти, осигурајте се дека монетата е чиста и сува. Ако користите влажна монета, добијте неточни резултати.
Овој експеримент не дозволува да се пресмета површинската напнатост, може да се спореди само со површинската напнатост на различни течности.

Сликата под наслов Мерење на површинските тензии Чекор 18

2. Капе на површината на монетата на една капка течност во исто време. Ставете ја монетата на крпа или друга површина што не е страшно на влажно. Внесете ја првата течност во пипетата, по што не брзаат да се стави на монета еден капка. Во исто време, размислете за капки. Продолжете додека течноста оди подалеку од монетата.

Запишете колку капки го зеде за течноста да истури паричка.

Сликата под наслов Мерење на површинските тензии Чекор 19

3. Повторете ја оваа постапка со различни течности. Секој пат кога ќе ја смените течноста и да ја исушите монета. Исушете ја површината на која ја ставате монета. Користете различни пипети или чистајте ја пипетата пред новиот експеримент.

Обидете се да додадете водата малку средство за миење садови, а потоа прескокнете ја водата во монетата и проверете дали површинските тензии се промени.

Сликата под наслов Мерење на површинските тензии Чекор 20

Четири. Споредете го бројот на капки кои се потребни за различни течности за да ја пополните монетата. Обидете се да го повторите експериментот со една течност неколку пати за да ја процените точноста на добиените резултати. Aveny резултатите: преклопете го бројот на капки во различни експерименти и споделувајте го износот за бројот на експерименти. Запишете колку капки потребни за разни течности со цел да ја пополните монетата.

Колку повеќе капки на една или друга течност потребна за пополнување на монетата, толку е поголема површинската напнатост на оваа течност.

Детергентот за миење садови го намалува површинската напнатост на вода со додавање на тоа за да ја пополни монетата помалку капки.