Способ 2. Лабораторной работа. Определение коэффициента поверхностного натяженияподсолнечного масла методом отрыва капель.

Простые проявления поверхностного натяжения

Так как при фиксированном объёме наименьшей поверхностью обладает шар, то в условиях невесомости жидкость принимает форму шара. В условиях земного тяготения лишь сравнительно небольшие капли принимают форму шара. Небольшие ртутные шарики также служат хорошей иллюстрацией . Если взять две жидкости с почти одинаковыми плотностями, но такие, чтобы они не смешивались, то небольшое количество одной из них, введѐнное в другую жидкость, принимает форму шара. В этом случае архимедова сила уравновешивает силу тяжести, и поверхностное натяжение проявляется почти в чистом виде.

Капля вытекает из капилляра и отрывается под действием собственной массы. Но поверхностное натяжение стремится противодействовать вытеканию капли, поскольку ее образование связано с увеличением поверхности жидкости. Чем больше поверхностное натяжение, тем больше должна быть масса капли, чтобы она могла преодолеть поверхностное натяжение и оторваться. Таким образом, поверхностное натяжение σ пропорционально плотности ρ и обратно пропорционально числу капель, вытекающих из одного и того же объема.

Способ1. Лабораторной работа. Определение коэффициента поверхностного натяженияводы методом отрыва капель.

Расчеты показывают, что отрыв капли воды от пипетки происходит при выполнении равенства , где — масса капли, — коэффициент поверхностного натяжения воды, — внутренний диаметр пипетки. Отсюда Для повышения точности измеряют массу нескольких капель: где — число капель.

Тогда расчетная формула принимает вид:

Ход  работы.

1. С помощью измерительного клина и штангенциркуля измерьте внутренний диаметр пипетки

2. Накапайте в пустой стакан 100-200 капель воды и с помощью весов (или мензурки M= ρ*V) определите массу воды

3. По приведенной в описании работы формуле вычислите

4. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу, помещенную в тетради для лабораторных работ.

5. Запишите в тетради для лабораторных работ вывод: что вы измеряли и какой получен результат.

Важным является процесс формирования отдельной капли. Формировать каплю быстро недопустимо, так как результат последующего измерения будет недостоверен из-за того, что сила инерции поступающей жидкости оторвет каплю раньше времени. Медленно же формировать каплю не рационально. Обычно поступают следующим образом: каплю формируют быстро, но на последней стадии формирования (до ее отрыва от пипетки) замедляют процесс. Капля должна оторваться при очень медленном поступлении жидкости.

Ответить на вопросы.

1. Как возникают силы поверхностного натяжения?

2. Физический смысл коэффициента поверхностного натяжения.

3. Единицы измерения коэффициента поверхностного натяжения

4. От чего зависит коэффициент поверхностного натяжения?

5.  Приведите примеры проявления силы поверхностного натяжения.

Способ 2. Лабораторной работа. Определение коэффициента поверхностного натяженияподсолнечного масла методом отрыва капель.

Значение поверхностных явлений в медицине. Вода – наиболее часто применяющийся растворитель. Она обладает большим поверхностным натяжением (72,75 мДж / м2 при 20 ο С ), поэтому по отношению к ней многие вещества являются поверхностно-активными. Поверхностное натяжение биологических жидкостей (например, сыворотки крови) меньше воды вследствие наличия в них ПАВ различной природы (кислоты жирного ряда, стероиды и др.). В результате эти вещества самопроизвольно накапливаются (адсорбируются) у стенок сосудов, клеточных мембран, что облегчает их проникновение сквозь эти мембраны. Изменение поверхностного натяжения биологических жидкостей используется в диагностических целях. К примеру, поверхностное натяжение плазмы крови значительно изменяется при различных заболеваниях (анафилактический шок, рак и др.). С возрастом человека поверхностное натяжение сыворотки крови уменьшается.

Плотность масла взять из таблицы.

Поверхностное натяжение определяется по формуле:

σ_H2O – поверхностное натяжение исследуемой жидкости и воды соответственно, ρ и ρ_H2O – плотности исследуемой жидкости и воды; n и n_H2O – число капель исследуемой жидкости и воды. 

σ_H2O = 72,8 мДж/м² при 20⁰ С.Плотность масла взять из таблицы.

 Из формулы видно, что для определения поверхностного натяжения масла достаточно подсчитать число капель исследуемой жидкости и воды.

1. Определить поверхностное натяжение масла. Решение и результат запишите в тетради.

2. Решить задачу

Чему равно поверхностное натяжение водного раствора амилового спирта, если число капель этого раствора, вытекающего из пипетки, равно 72, а число капель воды – 60? Поверхностное натяжение воды при температуре опыта 293 К равно 72,8⋅10^–3 Дж/м² (плотность раствора принять равной 1 г/см³).