Giải bài bác Tập vật Lí 10 – bài 57: Thực hành: xác minh hệ số căng bề mặt của hóa học lỏng (Nâng Cao) góp HS giải bài tập, nâng cấp khả năng bốn duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm với định lý lẽ vật lí:
Báo cáo thực hành: khẳng định hệ số căng bề mặt của hóa học lỏng
Họ cùng tên:…………………………….. Lớp:…………. Ngày:…………….
Tên bài thực hành: khẳng định hệ số căng bề mặt của chất lỏng.
I. Mục đích
– điều tra hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng cùng đo hệ số căng bề mặt của nước xà chống và bề mặt của nước cất.
– Rèn luyện khả năng sử dụng các dụng nỗ lực đo: cân nặng đòn, lực kế và thước kẹp.
II. đại lý lý thuyết
Mặt loáng của hóa học lỏng luôn có các lực căng, theo phương tiếp đường với khía cạnh thoáng. Phần đa lực căng này tạo cho mặt thoáng của chất lỏng có định hướng co lại mang lại diện tích bé dại nhất. Chúng được điện thoại tư vấn là số đông lực căng bề mặt (hay còn được gọi là lực căng phương diện ngoài) của hóa học lỏng.
a) phương án 1: khẳng định hệ số căng bề mặt của nước xà phòng.
Khi tất cả màng xà phòng nằm giữa thanh AB tất cả chiều lâu năm l và mặt nhoáng khối nước xà phòng, do tính năng của lực căng bề mặt lên thanh, đòn cân nặng đang nằm thăng bằng sẽ bị lệch về phía form dây thép. Để thanh cân đối ta móc những gia trọng có khối lượng m lên quang đãng treo. Lúc đó hệ số căng bề mặt của nước xà chống được khẳng định theo công thức:
b) cách thực hiện 2: xác minh hệ số căng bề mặt của nước cất.
Nhúng lòng vòng đụng vào mặt hóa học lỏng, rồi đẩy lên mặt thoáng. Khi đáy vòng vừa được nâng lên trên mặt thoáng, nó không xẩy ra bứt ngay thoát ra khỏi chất lỏng: một màng chất lỏng xuất hiện, bám vào xung quanh chu vi quanh đó và chu vi trong của vòng, có xu thế kéo vòng vào hóa học lỏng. Lực Fc do màng chất lỏng công dụng vào vòng đúng bằng tổng lực căng bề mặt của hóa học lỏng tác dụng lên chu vi không tính và chu vi trong của vòng.
Do vòng bị chất lỏng bám ướt trả toàn, nên lúc kéo vòng lên khỏi khía cạnh thoáng và gồm một màng hóa học lỏng căng giữa đáy vòng và mặt thoáng, thì trương lực Fc bao gồm cùng phương chiều với trọng lực P của vòng. Giá trị lực F đo được bên trên lực kế bằng tổng của nhì lực này:
F = Fc + p.
Đo p. Và F ta xác định được lực căng bề mặt Fc tác dụng lên vòng.
Gọi L1 là chu vi xung quanh và L2 là chu vi trong của mẫu vòng, ta tính được thông số căng bề mặt σ của hóa học lỏng ở nhiệt độ phân tích theo công thức:
Ở phía trên D cùng d là đường kính ngoài và 2 lần bán kính trong của vòng.
III. Phương pháp thí nghiệm
a) phương pháp 1:
* lý lẽ thí nghiệm:
+ cân đòn và những gia trọng có khối lượng 0,1 g cùng 0,01 g. Kẹp nhỏ tuổi để treo gia trọng.
+ Hai form dây thép inox được uốn thành dạng sinh sống hình 57.1 SGK, bao gồm chiều nhiều năm cạnh AB theo lần lượt là l1 = 5cm với l2 = 10 cm.
+ size dây thép có tác dụng quang treo, ly nước xà phòng, khúc gỗ để đặt cốc nước xà phòng.
* các bước thí nghiệm.
+ Đặt ly nước xà phòng lên khúc mộc và tiếp đến treo khung có chiều nhiều năm cạnh AB l1 = 5cm vào đầu phía trái đòn cân sao cho một phần ngập vào nước với thanh AB phương pháp mặt thoáng khối nước từ một đến 2 cm.
+ Móc các gia trọng lên quang treo và vặn các ốc vi chỉnh thăng bởi ở hai đầu đòn cân nặng để đòn cân nặng nằm thăng bằng.
+ Nâng cốc lên sao cho thanh AB ngập trong xà phòng, rồi hạ ly về vị trí ban sơ để sinh sản một màng xà phòng nằm giữa thanh AB với mặt nháng khối nước.
+ Móc thêm những gia trọng lên quang quẻ treo để đưa đòn cân trở về nằm thăng bằng. Ghi các giá trị trọng lượng m1 của những gia trọng đang móc tiếp tế bảng số liệu.’
+ lặp lại thêm quá trình thí nghiệm trên hai lần
+ lấy g = 9,8m/s2, tính σ, σ− cùng Δσ.
+ Lặp lại các bước thí nghiệm cùng với khung có chiều lâu năm thanh AB là l2 = 10 cm.
b) phương pháp 2:
* hình thức thí nghiệm.
+ Lực kế gồm GHĐ 0,1N bao gồm độ chia bé dại nhất 0,001N.
+ Vòng sắt kẽm kim loại (nhôm) bao gồm dây treo.
+ Hai ly nhựa A, B đựng nước, nối thông nhau bởi một ống cao su thiên nhiên Silicon.
+ Thước kẹp gồm độ chia bé dại nhất 0,05mm, giới hạn đo 150mm.
+ giá bán treo có cơ cấu tổ chức nâng hạ ly đựng chất lỏng.
* các bước thí nghiệm.
+ sử dụng thước kẹp đo 3 lần 2 lần bán kính ngoài cùng trong, rồi tính chu vi ko kể L1, chu vi trong L2 của đáy vòng và ghi vào bảng số liệu những giá trị tính được. Tính L1—, ΔL1 và L2—, ΔL2.
+ Treo lực kế vào thanh ngang của giá bán đỡ cùng móc nó vào đầu dây treo vòng để xác minh trọng lượng p của vòng.
+ Hạ lực kế xuống rẻ dần làm sao để cho đáy vòng nằm xung quanh thoáng khối nước ở cốc A. Hạ từ từ ly nước B xuống phía dưới tính đến khi vòng bị bứt ra khỏi mặt nháng khối nước ở ly A. Đọc bên trên lực kế và ghi những giá trị F1.
+ Nâng cốc nước B làm thế nào để cho đáy vòng lại nằm cùng bề mặt thoáng khối nước ở cốc A.
+ lặp lại thêm cách thí nghiệm nhị lần.
+ Tính với ghi vào bảng số liệu các giá trị lực căng bề mặt.
+ Tính σ− với Δσ.
IV. Công dụng thí nghiệm
a) giải pháp 1: xác định hệ số căng mặt phẳng của nước xà phòng.
* Trường vừa lòng chiều nhiều năm cạnh AB l1 = 5 cm.
Bảng 57.1
Lần thí nghiệm | Khối lượng m của những gia trọng được móc thêm (kg) | Hệ số căng mặt phẳng σ của nước xà phòng (N/m) |
1 | 0,32.10-3 | 0,0314 |
2 | 0,34.10-3 | 0,0333 |
3 | 0,29.10-3 | 0,0284 |
Ta có:
Vậy: σ = σ− ± Δσ = 0,0310 ± 0,00245 N/m2.
* Trường thích hợp chiều dài cạnh AB l2 = 10 cm.
Bảng 57.2
Lần thí nghiệm | Khối lượng m của những gia trọng được móc thêm (kg) | Hệ số căng bề mặt σ của nước xà phòng (N/m) |
1 | 0,59.10-3 | 0,0289 |
2 | 0,62.10-3 | 0,0304 |
3 | 0,57.10-3 | 0,0279 |
Ta có:
Vậy: σ = σ− ± Δσ = 0,0290 ± 0,00125 N/m2.
b) phương án 2: xác định hệ số căng mặt phẳng của nước cất.
Bảng 57.3: công dụng đo đường kính trong và đường kính ngoài của vòng nhôm
Độ chia nhỏ nhất của thước kẹp: 0,05mm | ||||
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 trung bình | 51,66 | 0,08 | 50,03 | 0,005 |
Bảng 57.4: kết quả đo trương lực bề mặt
Độ chia bé dại nhất của lực kế: 0,001N | ||||
Lần đo | P (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 |
1. Giá trị trung bình của thông số căng bề mặt của nước:
2. Tính không nên số tỉ đối của phép đo:
Trong đó:
ΔFc = ΔFc——+ 2ΔF’ (ΔF’ là sai số luật pháp của lực kế, lấy bằng một nửa độ chia nhỏ tuổi nhất của lực kế → ΔF’ = 0,001/2 = 0,0005)
ΔD = ΔD——+ ΔD’; Δd = Δd——+ Δd’ (ΔD’ với Δd’ là không đúng số nguyên tắc của thước kẹp, lấy bởi một nửa độ chia nhỏ tuổi 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
Như vậy vào trường phù hợp này ta yêu cầu lấy π = 3,1412 khiến cho
, khi đó ta có thể bỏ qua.
Bạn đang xem: Thực hành xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng
3. Tính không nên số tuyệt vời nhất của phép đo:
Δσ = σ−.δσ = 0,0468.10,6833% = 0,005.
4. Viết hiệu quả xác định hệ số căng mặt phẳng của nước:
σ = σ− ± Δσ = 0,0468 ± 0,005 (N/m).
Nhận xét: thông số căng bề mặt trong nghiên cứu thường nhỏ dại hơn giá chỉ trị thực tế trong SGK (σ = 0,073 N/m) bởi trong SGK có tác dụng thí nghiệm ở môi trường xung quanh lí tưởng nước cất, còn trong phòng phân tích độ thuần khiết của nước cùng của vòng nhôm ko lí tưởng, tất cả sai số trong quy trình đo. Hình như σ còn nhờ vào vào nhiệt độ của môi trường.
Xem thêm: Hướng Dẫn Bạn Cách Tạo Group Viber Trên Điện Thoại Android, Cách Tạo Chat Nhóm Trên Viber
Câu 1 (trang 284 sgk đồ vật Lý 10 nâng cao): Ở giải pháp 1, có thể dùng lực kế ở phương án 2 gắng cho cân đòn và những gia trọng được không? bởi vì sao?
Lời giải:
Ta có thể sử dụng lực kế nhạy nhằm đo lực căng mặt phẳng và hệ số căng mặt phẳng của màng xà phòng nắm cho cân nặng đòn. Mặc dù nhiên tác dụng thu được sẽ sở hữu sai số to hơn so với cần sử dụng cân đòn vì số chỉ lực kế khi đó bao hàm cả trọng lượng của form dây, mà trọng lượng của form là đáng kể nên sẽ gây ra sai số được cho phép đo trương lực bề mặt. Trong phương thức dùng cân nặng đòn thì nhì bên đều có khung dây kiểu như nhau yêu cầu trọng lượng của khối gia trọng chính xác bằng lực căng bề mặt tác dụng lên thanh AB.
Câu 2 (trang 284 sgk vật Lý 10 nâng cao): Ở phương pháp 2, rất có thể không sử dụng lực kế mà xác định các lực bởi cân đòn và những gia trọng được không? vì chưng sao?
Lời giải:
Ở cách thực hiện 2, ta hoàn toàn rất có thể không cần sử dụng lực kế mà lại vẫn hoàn toàn có thể xác định những lực bởi cân đòn và những gia trọng. Vị mỗi gia trọng hầu như có cân nặng định trước nên phụ thuộc điều kiện thăng bằng của đòn cân mà ta xác định được trọng lượng p của vòng nhôm với lực căng bề mặt.