Визначення коефіцієнта поверхневого натягу води

Мета роботи: 1. Поглибити знання будови та властивостей рідин.

2. Зміцніти і розширити теоретичні відомості поверхневого натягу рідини.

3. Експериментально визначити коефіцієнт поверхневого натягу води.

Обладнання:

1. Терези

2. Штатив

З. Крапельниця

4. Посудини

5. Досліджувана рідина (вода).

Короткі теоретичні відомості:

Рідина має щільну упаковку молекул, внаслідок чого значною мірою діють сили молекулярної взаємодії.

Одночасно молекула, яка знаходиться в поверхневому шарі, і молекула, яка розташована всередині рідини, знаходяться в різних умовах: на останню діють сили взаємодії зі сторони навколишніх молекул, та рівнодійна дорівнює нулю. На молекулу в поверхньовому шарі діють оточуючі її молекули тільки з одієї сторони, наприклад, знизу (мал. 1), а зверху молекул рідини немає. Таким чином рівнодійна сила не може бути ріна нулю і направлена завжди всередину рідини.

Мал.. 1

На кожну молекулу поверхневого шару рідини діє сила, яка намагається втянути її всередину рідини. Тому чим більша довжина контуру поверхні, тим більше молекул і тим більша сила поверхневого натягу

або

де α - коефіцієнт поверхневого натягу, який залежить від роду рідини, від наявності домішок та від температури.

Якщо є сили взаємодії, є потенціальна енергія. Кожна молекула поверхневого шару має запас потенціальної енергії, а їх сумарна енергія - енергія поверхневого шару або поверхнева енергія. Рідина завжди прагне до зменшення поверхневої енергії, т.щ. прагне мати найменше число молекул в поверхневому шарі.

Тому поверхня рідини поводить себе як розтягнута гумова плівка. Якщо ми збільшимо поверхню рідини на ∆S, то ми виконаємо роботу А, яка іде на збільшення енергії поверхневого шару, тому

або