Глава 3. Опыты с капиллярным поднятием жидкости

Лабораторная работа № 1

Определение высоту поднятия жидкости в капиллярной трубке.

Цель работы: Определить высоту поднятия жидкости в капиллярной трубке.

Оборудование: 4 капилляра с разными радиусами, вода, растительное масло, термометр, штангенциркуль, линейка, сосуд.

Ход работы: Для начала с помощью штангенциркуля измерим радиусы капилляров. Чтобы измерить радиус капилляра, вставляем в капилляр деревяшку, как показано на рисунке 1. Начертив линию, измерим диаметр места с помощью штангенциркуля, где находится линия. Половина этой величины и есть радиус капилляра.

Рис. 1 Метод измерения радиуса капилляра. 1

В сосуд наливаем воду при комнатной температуре, измеряем термометром температуру воды. По очереди вставляем в сосуд капилляры и измеряем высоту поднятия жидкости. После измерений нагреваем воду и измерим температуру. По очереди вставляем капилляры и измеряем высоту поднятия жидкости. И так третий раз, тоже увеличив температуру воды. Таким же образом, делаем опыт с этиловым спиртом, изобутиловым спиртом и растительным маслом, и при этом, изменяя температуру, измерим высоту поднятия жидкости.

 

Результаты исследования:

Радиусы капилляров:

d₁ = 1 мм,                r₁ = 0,5 мм = 0,5·10^{-3 м;}

d₂ = 2,5 мм,                       r₂ = 1,25 мм = 1,25·10^{-3 м;}

d₃ = 4 мм,                r₃ = 2 мм = 2·10^{-3 м;}

d₄ = 5 мм,                r₄ = 2,5 мм = 2,5·10^{-3 м.}

 

Обычная вода:

Т₁=18 º C,       h₁ = 0,011 м;            h₂ = 0,004 м;            h₃ = 0,003 м;      h₄ = 0,002 м.

Т₂=38 º C.       h₁ = 0,013 м;            h₂ = 0,004 м;            h₃ = 0,003 м;      h₄ = 0,002 м.

Т₃=44 º C.       h₁ = 0,015 м;            h₂ = 0,006 м;            h₃ = 0,003 м;      h₄ = 0,002 м.

Таблица №1. Результаты измерение обычной воды.

	h
Температура, ºС
18	1,1	0,4	0,3	0,2
38	1,3	0,4	0,3	0,2
44	1,5	0,6	0,3	0,2

Рис. 2. Зависимость поднятия обычной воды в капилляре от температуры

Растительное масло:

Т₁=27 º C.       h₁ = 0,008 м;            h₂ = 0,005 м;            h₃ = 0,003 м;      h₄ = 0,002м.

Т₂=36,5 º C.              h₁ = 0,008 м;            h₂ = 0,005 м;            h₃ = 0,003 м;          h₄ = 0,002 м.

Т₃=46 º C.       h₁ = 0,008 м;            h₂ = 0,005 м;            h₃ = 0,003 м;      h₄ = 0,002 м.

 

Таблица № 2. Результаты измерений растительного масла.

Температура, ºС
27	0,8	0,5	0,3	0,2
36	0,8	0,5	0,3	0,2
46	0,8	0,5	0,3	0,2

 

Рис. 3. Зависимость поднятия растительного масла в капилляре от температуры

Вывод: Между высотой поднятия жидкости в капилляре и её температурой существует линейная зависимость; с уменьшением температуры жидкости увеличивается высота её подъема в капиллярной трубке, так как при этом уменьшается коэффициент поверхностного натяжения жидкости. По результатам опыта установили, что высота поднятия жидкости зависит от радиуса капилляра, от силы поверхностного натяжения и от жидкости. Высота поднятия жидкости не зависит от температуры. Следует обратить внимание учащихся на то, что капиллярные явления весьма распространены. Очень многие окружающие нас тела: дерево, бумага, ткань, кожа, различные строительные материалы – имеют в себе множество мелких каналов. Вода или другие смачивающие их жидкости, придя в соприкосновение с такими телами, впитываются ими, поднимаясь по капиллярам.

 

Лабораторная работа № 2.

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: