Загальна інформація
Застосування
Вода капає з крана
Поверхневий натяг по-різному впливає на наше повсякденне життя:
- Краплі води:сили когезії поверхневого шару стягують краплі води у кулясту форму.
- Дезінфекційні засоби:завдяки малому поверхневому натягу вони можуть розтікатися по клітинних стінках бактерій і руйнувати їх.
- Мила й поверхнево-активні речовини:очищення одягу завдяки зниженню поверхневого натягу води, через що вона легше проникає в пори й у забруднені місця.
Інша інформація (1/2)
Попередні знання
Когезія - це властивість однакових молекул злипатися й притягуватися одна до одної. Адгезія - це схильність різнорідних частинок або поверхонь прилипати одна до одної. Наприклад, на межі поділу рідина - повітря поверхневий натяг виникає через те, що молекули рідини притягуються одна до одної (когезія) сильніше, ніж до молекул у повітрі (адгезія).
Принцип
Сили когезії в рідині створюють на її поверхні натяг - так званий поверхневий натяг. Металеве кільце, занурене в рідину, витягують із неї. За певної сили тяги плівка рідини відривається від кільця. За силою тяги і діаметром кільця можна обчислити поверхневий натяг рідини.
Інша інформація (2/2)
Навчальна мета
Розуміння поверхневого натягу рідини.
Завдання
Дослідіть поверхневий натяг рідини.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Щодо H- і P-фраз звертайтеся до паспорта безпеки відповідної хімічної речовини.
Теорія (1/2)
Металеве кільце, занурене в рідину, витягують із неї. За певної сили тяги плівка рідини відривається від кільця. Виходячи із сили тяги і діаметра кільця, поверхневий натяг рідини можна обчислити за такою формулою:
поверхневий натяг у (1)
= показана сила в безпосередньо перед відривом
= вага кільця в
= діаметр кільця в
Теорія (2/2)
Вказівка
Поверхневий натяг завжди специфічний для конкретної рідини. Щоб це показати, дослід можна провести з кількома різними рідинами. Проте рідин із дуже малим поверхневим натягом брати не варто, бо тоді доволі проста вимірювальна установка дала б завеликі похибки.
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | PHYWE тринога, для 1 стрижня, d ≤ 14 мм | 02002-55 | 1 |
| 2 | Прямокутний затискач | 02054-00 | 1 |
| 3 | Штативний стрижень, нерж. ст., l=750 мм | 02033-00 | 1 |
| 4 | Стрижень із гачком | 02051-00 | 1 |
| 5 | Вимірювальне кільце для поверхневого натягу | 17547-00 | 1 |
| 6 | Чашка Петрі, скло, d = 150 мм | 64757-00 | 1 |
| 7 | Вода дистильована, 5 л | 31246-00 | 1 |
| 8 | Лабораторний підіймальний столик, 200 x 200 мм | 02074-01 | 1 |
| 9 | Динамометр, прозорий, 0,2 Н | 03065-01 | 1 |
Складання та виконання
Складання і виконання
Складання
На рисунку показано схему установки.
Схема установки
Виконання
Динамометр підвішено на стрижні з гачком. Стрижень закріплено кутовим затискачем на опорному стрижні, зафіксованому у штативній основі. Динамометр обнуляють. Потім у вушко динамометра підвішують вимірювальне кільце.
Вимиту чашку Петрі наповнюють чистою водою і ставлять на підіймальний столик. Висоту столика встановлюють так, щоб кільце занурювалося в рідину приблизно на .
Потім столик повільно опускають, доки плівка рідини не відірветься від кільця. Найбільше значення сили безпосередньо перед відривом плівки рідини зчитують із датчика сили. Після цього визначають вагу кільця в повітрі.
Опрацювання результатів (1/3)
Поверхні рідин мають певний поверхневий натяг завдяки силам когезії в рідині. Визначають діаметр кільця й обчислюють поверхневий натяг за рівнянням (1). Наведені нижче значення - приклад вимірювання:
Сила тяги:
Вага кільця:
Діаметр кільця:
Поверхневий натяг води становить приблизно .
Опрацювання результатів (2/3)
Питання
Опрацювання результатів (3/3)
Заповніть пропуск: Через ____ молекули на поверхні рідини втягуються вниз, до навколишніх молекул рідини, тоді як ____ тягнуть їх угору, бо діють навколишні газоподібні молекули. Цю ____ силу, що діє на поверхневі молекули, називають ____.