В пищевой промышленности

     Цель: рассмотреть вещества, которые используются в пищевой промышленности для получения и стабилизации дисперсных систем, их химический состав, свойства, области применения и количественные показатели содержания.

 

Вещества, изменяющие консистенцию

Для придания продуктам желаемой консистенции, ее улучшения и

стабилизации применяются загустители, желе- и студнеобразователи,

эмульгаторы и стабилизаторы.

Консистенцию продуктов изменяют также умягчители, пенообразователи, пеногасители и другие поверхностно-активные вещества.

Большинство этих веществ натурального происхождения; как правило, они являются естественными компонентами пищевых продуктов.

Принцип и механизм действия добавок основан на изменении коллоидных систем пищевого продукта.

   В химическом отношении вещества, влияющие на консистенцию пищевых продуктов, как правило, инертны, и поэтому на изучение их токсичности обращали меньше внимания, чем на другие пищевые добавки (например, красители). Однако токсикологическая оценка многих перечисленных выше добавок все же проводится, так как их добавляют к пищевым продуктам в значительно большем количестве, чем другие. Установлено, что относительно высокие концентрации добавок, изменяющих консистенцию, влияют на процессы пищеварения, могут изменять характер всасывания как пищевых веществ, так и посторонних примесей. Предъявляются определенные требования к наличию загрязнителей и посторонних примесей

в пищевых добавках, при этом учитываются характер обработки пищевого продукта, технологические особенности производства пищевых добавок.

 

Загустители и студнеобразователи

Загустители образуют с водой высоковязкие растворы, а студнеобразователи и желирующие средства - гели. В обоих случаях вода оказывается связанной, так как в коллоидной системе она теряет свою подвижность и изменяет консистенцию пищевого продукта. В химическом отношении обе группы очень схожи. В обоих случаях это макромолекулы, в которых равномерно распределены гидрофильные группы. С этими группами вступает во взаимодействие вода из окружающей среды. У студнеобразователей возможно обменное взаимодействие с неорганическими ионами (водорода, кальция) и т.п. Четкого разграничения между этими двумя группами нет.

Загустители и студнеобразователи делятся на натуральные, полусинтетические и синтетические.

Натуральные загустители - это вещества растительного происхождения, за исключением желатина. К ним относятся растительные камеди и слизи из "ирландского мха" (каррагена), ятрышников (салепа), семян льна и айвы, рожкового дерева, астрагала, аравийской акации, а также агар и пектин.

Полусинтетические загустители относятся также к веществам растительного происхождения, близким к целлюлозе или крахмалу. Это производные натуральных продуктов, физико-химические свойства которых изменены в желаемом направлении путем введения в них определенных функциональных групп. К ним относятся метилцеллюлоза, этилцеллюлоза (этоксоза), карбоксиметилцеллюлоза (например, ультранабухающая целлюлоза, фондин, целлин), амилопектин.

Синтетические загустители - это водорастворимые поливиниловые

спирты или эфиры, полиакрилэфиры.

Натуральные и полусинтетические загустители допускаются в производстве пищевых продуктов в ограниченном количестве. Синтетические загустители применяются только в производстве косметических изделий.

Рассмотрим основные загустители и студнеобразователи (простые

эфиры целлюлозы, модифицированные крахмалы, пектины, альгиновую

кислоту и др.)

Простые эфиры целлюлозы. В качестве пищевых добавок

широко применяются метилцеллюлоза, этилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза, оксипропилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза. Они применяются при изготовлении соусов, рыбных паштетов, мороженого и т.п. Кроме того, они ускоряют кристаллизацию сахара в производстве кондитерских изделий и осветляют мутные растворы и напитки.

Дневной суммарный прием с пищей всех производных целлюлозы не

должен составлять более 25 мг на один килограмм массы тела. С точки зрения гигиены пищевых продуктов эти вещества безвредны, потому что эфиры целлюлозы проходят пищевой тракт и выделяются без изменения.

На основе целлюлозы изготавливается микрокристаллическая целлюлоза (МКЦ). МКЦ - это частично гидролизованная кислотой целлюлоза, применяется в пищевой промышленности как наполнитель. МКЦ не переваривается, и относительно большие частицы остаются в системе кровообращения и могут раздражать и даже повреждать стенки кровеносных сосудов, особенно капилляров. Поэтому в настоящее время МКЦ применяется в производстве пищевых продуктов в ограниченном количестве.

Модифицированные крахмалы. В пищевой промышленности в качестве загустителей и студнеобразователей применяются частично расщепленные модифицированные крахмалы, декстрины; крахмалы, обработанные кислотами, щелочами или ферментами; крахмалы с функциональными группами (ацетилированные); фосфорилированные и окисленные крахмалы; гидрооксипропиловые и другие модификации крахмала.

Применение всех видов крахмалов ограничивается только исходя из

технологических соображений изготовления качественных пищевых продуктов.

Альгиновая кислота и ее соли. Альгиновая кислота и

ее производные - это полисахариды, полученные из D-маннуровой и L-

глюкуроновой кислот, соединенные гликозидными связями. Альгиновая кислота не растворяется в воде, но хорошо ее связывает; соли этой кислоты (альгинаты) хорошо растворяются в воде.

Альгинаты применяются в качестве загустителей, желеобразователей

и эмульгаторов. В пищевой промышленности их применяют для изготовления фруктовых желе, мармелада, пудингов, мягких конфет, для осветления вин и соков. Кроме того, из них изготавливают защитные покрытия для мясопродуктов, сыров и фруктов.    

Концентрация альгинатов в пищевых продуктах регламентируется в пределах от одного грамма до 10 г. В соответствии с рекомендациями ВОЗ допустимо употреблять альгиновую кислоту и ее соли в пищу без риска для здоровья людей в количестве до 25 мг на один килограмм массы тела (в пересчете на свободную альгиновую кислоту).

Пектины. Пектины - это натуральные вещества, у которых фрагменты D-галактуроновой кислоты соединены гликозидными связями в нитеобразные молекулы. Пектины вырабатывают из фруктов методом кислой или щелочной экстракции или путем ферментативного расщепления. Карбоксильные группы частично этерифицированы метанолом. В зависимости от степени этерификации различают высоко- и низкоэтерифицированные пектины.

Высокоэтерифицированные пектины применяют в количестве 1-5 г

на один килограмм продукта для приготовления мармеладов, желе, фруктовых соков, мороженого, рыбных консервов, майонезов, соусов и т.п., а для приготовления творожного крема - до 8 г/кг.   

Низкоэтерифицированные пектины применяются для производства продуктов с низким содержанием сахара, главным образом овощных желе и паштетов, студней, молочных пудингов и т.п.

В организме человека расщепляется и переваривается до 90% пектинов. Отрицательного воздействия пектинов на здоровье людей не установлено. Пектины могут применяться без количественного ограничения, за исключением амидированных пектинов, у которых часть свободных карбоксильных групп превращена в амиды. Для этих пектинов содержание составляет до 25 г на один килограмм массы тела.

Агар. Агар представляет собой смесь полисахаридов агарозы и агаропектина и в большом количестве содержится в водорослях. Агар в виде солей кальция или магния встречается во многих красных водорослях, из которых добывается методом экстрагирования водой.  

Желеобразующая способность агара в 19 раз выше, чем у желатина.

Агар применяют при консервировании мяса и рыбы, в производстве

мармелада, кондитерских изделий, пудингов, мороженого и многих сладких блюд в концентрациях до 20 г/кг. В производстве некоторых видов сыра агар применяют как отдельно, так и в сочетании с другими загустителями в количестве до 8 г/кг. Кроме того, агар используется для осветления соков.

Агар является безвредным для организма человека. Его применение

разрешено во многих странах.

Карраген ("ирландский мох"). Карраген состоит из полисахаридов,

и в виде солей кальция, натрия или калия он входит в состав различных

красных водорослей, из которых экстрагируется водой.

Карраген применяется в пищевой промышленности как желирующее

средство для мясных и рыбных студней, желе, пудингов, а также изделий из овощей и фруктов в концентрациях 2-5 г/кг. Он может применяться как стабилизатор и эмульгатор при производстве напитков из какао с молоком в концентрации 200-300 мг/л. При приготовлении мороженого добавление каррагена предотвращает образование крупных кристаллов льда.

Аналогичным каррагену веществом, добываемым из определенных

видов морской травы, является фурцелларан. Он обладает свойствами, характерными для каррагена. Установлено предельное содержание каррагена и фурцелларана до 75 мг на один килограмм массы сухого вещества, из них 20-40% составляют сульфаты.

Гуммиарабик. Гуммиарабик - это полисахарид, в состав которого входит D-галактоза, L-арабиноза, L-рамноза и D-глюкуроновая кислота.

Его добывают из африканских и азиатских видов акаций и применяют в пищевой промышленности при производстве овощных консервов, соусов, кремов и т.п. в качестве стабилизатора и связывающего вещества. Допускается применение его без ограничения, но с учетом технологических особенностей для некоторых видов овощных консервов рекомендовано содержание гуммиарабика 10 г/кг.

Желатин. Желатин - это линейный полипептид без вкуса и запаха, его получают из костей и кожи животных. В производстве мясных изделий желатин применяется при изготовлении зельца, консервированных окороков и т.п. В рыбоперерабатывающей промышленности он используется для приготовления различных соусов и заливок, в кондитерской промышленности - для изготовления фруктовых желе, пудингов, мороженого, жевательной резинки. Кроме того, желатин используется для осветления вина.

В пищевых продуктах дозировка желатина колеблется в пределах от 8 до 60 г/кг в зависимости от вида и технологии изготовления. В соответствии с рекомендациями ВОЗ желатин применяется без ограничений, но при этом предъявляются требования к его химической и микробиологической чистоте. Например, содержание золы должно быть не более 3,5%, диоксида серы - до 100-125 мг/кг.

В качестве загустителей и эмульгаторов в ряде стран применяются

растительные камеди - полисахариды гуаран, трагант, камедь карайч, камедь рожкового дерева и другие. В нашей стране они не нашли применения.

Камеди содержат остатки D-галактозы, D-глюкуроновой кислоты,

арабинозы и рамнозы. Являются компонентами клеточных стенок.

Камедь рожкового дерева и гуарана - это полисахариды семян (бобов) рожкового дерева Ceratonia siliqua, стручки которого известны под названием цареградских. Эти полисахариды применяются как загустители и эмульгаторы. В их состав входит в основном галактоманнан (галактоза и манноза).

Гуаран - это полисахарид галактоманнон, но в нем преобладает га-

лактоза. Получают из семян индийского растения Cyamopsis tetragonolobus. Ограничений по его применению нет.

Трагант (трагакант) - смесь нейтральных и кислых полисахаридов,

состоящих из L-арабинозы, D-ксилозы, D-галактозы и галактуроновой кислоты. Добывают из растений вида астрагалус, растущих на Ближнем Востоке. Применяется как связующее вещество для мороженого и как загуститель желе до 20 г/кг.

Камедь карай ч - индийский трагант. Получают из дерева стеркулиа,

произрастающего в Индии.

 

Эмульгаторы и стабилизаторы

К эмульгаторам относятся вещества, уменьшающие поверхностное

натяжение на границе раздела фаз, поэтому их добавляют к пищевым продуктам для получения тонкодисперсных и устойчивых коллоидных систем. С помощью эмульгаторов создают эмульсии жира в воде или воды в жире, а также аэрозоли при получении дисперсности в газовой фазе. Эти вещества могут вызывать образование пены или предупреждать вспенивание, придавать изделию эластичность.

Стабилизаторы имеют такой же принцип действия, как и эмульгаторы; применяются для стабилизации уже приготовленных гомогенных систем или для увеличения степени гомогенизации смесей.  

Поверхностная активность стабилизаторов обычно меньше, чем у типичных эмульгаторов.

В зависимости от вида гидрофильных групп различают ионогенные и

неионогенные эмульгаторы. В соответствии с электрическим зарядом ионогенные гидрофильные группы разделяют на анионо- и катионоактивные эмульгаторы.

Для пищевых продуктов применяются неионогенные поверхностно-

активные эмульгаторы и стабилизаторы. Из анионоактивных веществ только незначительное число пригодно для пищевых продуктов.   

Большинство анионоактивных соединений используется в качестве моющих и очищающих средств. Катионоактивные вещества, как правило, не используются в пищевых продуктах, за исключением лецитина, содержащего как анионную группировку (остаток фосфорной кислоты), так и катионную (четвертичное аммониевое основание).

В основном пищевые поверхностно-активные вещества (ПАВ) представляют собой производные одно- и многоатомных спиртов, моно- и дисахаридов, структурными компонентами которых являются остатки различных кислот, в основном органических. Обычно в пищевой промышленности в качестве ПАВ применяются не индивидуальные вещества, а многокомпонентные смеси, а название препарата соответствует основному компоненту.

Например: лактоэфир, ацилированный моноглицерид, малатэфир,

эфиры сахарозы, эфиры сорбита, сукцинаты, тартраты, цитраты, ацетилцитраты, стероилмолочная кислота, натрийстелат, кальцийстелат (кальциевая соль стеароилмолочной кислоты) и др.

Лецитины являются смесью фосфатидов и состоят из двух жирных

кислот, фосфорной кислоты, глицерина и холина. Получают их, в основном, из растительных масел (соевого или рапсового) и применяют в качестве эмульгаторов. Они применяются при изготовлении маргарина, шоколада, некоторых видов кондитерских изделий, сиропов и жировых эмульсий в концентрациях 1-5 г/кг. В некоторых странах для производства шоколада используют аммониевую соль фосфотидной кислоты как производную лецитина (эмульгатор YN).

С физиологической точки зрения лецитины не являются посторонними веществами, так как они входят в состав основных продуктов питания (яичного желтка, пищевого масла и др.) как неотъемлемая составная часть клеток. Поэтому экспертный комитет ВОЗ по пищевым добавкам не счел необходимым устанавливать нормы содержания лецитинов в качестве добавок к пищевым продуктам.  

Однако сами лецитины способны быстро окисляться, так

как содержат ненасыщенные жирные кислоты. В связи с этим существуют рекомендации по критериям чистоты лецитина: содержание свободных жирных кислот не должно превышать 4% (в пересчете на олеиновую кислоту), золы - не выше 7%, перекисное число должно быть не выше 10%.

Моно- и диглицериды. Сложные моно- и диэфиры жирных кислот и глицерина (1-моноглицерид, 1,2-диглицерид, ацетилированный

1-моноглицерид) являются хорошими эмульгаторами при изготовлении кондитерских изделий, молочных напитков и маргарина в концентрациях 1-5 г/кг.

Моно- и диглицериды, ацетилированные или этерифицированные какой-либо другой органической кислотой (винной или лимонной), обладают не только эмульгирующими, но и стабилизирующими и антиокислительными свойствами. Их можно применять в качестве съедобных защитных покрытий для сыра, орехов, фруктов и мяса

Экспертный комитет ВОЗ по пищевым добавкам разрешает

применение моно- и диглицеридов, а также эфиров уксусной, лимонной,

винной и молочной кислот. Для моно- и диглицеридов диацетилвинной кислоты установлено содержание до 50 мг на один килограмм массы тела. Для пищевых масел концетрация моно- и диглицеридов составляет 20 г/кг, для маргарина - 10 г/кг, для молочного порошка - до 2,5 г/кг.

Сложные эфиры жирных кислот, сахара и сорбита. Создана группа

эмульгаторов с широким диапазоном поверхностно-активных свойств,

представляющая собой этерифицированные жирными кислотами сахара

(сахароза, глюкоза) и сорбиты. Их комбинируют с полиоксиэтиленами, получая при этом эмульгаторы с измененными эмульгирующими свойствами.

Наиболее широко распространены эмульгаторы этой группы спены и твины.

Спены - это сложные эфиры жирных кислот с сорбитами, а твины - это соединения полиоксиэтиленов со спенами. Твины - это

спен-эмульгаторы; применяются при изготовлении жировых эмульсий, шоколада, печенья, других кондитерских изделий, мороженого из сухого молока, яичного и какао-порошков, а также для улучшения растворимости кофе.

Полиоксиэтилены можно использовать для стабилизации пивной пены, а также для защитных пленок таблетированных пищевых продуктов. Сложные эфиры сахара, сорбита и жирных кислот не представляют опасности в токсикологическом отношении, но они не должны содержать растворителей.

Для сложных эфиров сорбита и жирных кислот (монопальмитата,

моностеарата и тристеарата), а также для сложных эфиров полиоксиэтиленсорбата и жирных кислот (монолаурата, моноолеата, моностеарата и тристеарата) установлено содержание до 25 мг на один килограмм массы тела; для сложных эфиров сахарозы, сахароглицеридов и жирных кислот - 2,5 мг на один килограмм массы тела. При этом допустимое содержание диметилформамида как остатка растворителя ограничивается 50 мг на один килограмм препарата.  

Содержание в пищевых жирах сложных эфиров не должно

превышать 20 г на один килограмм продукта, в маргарине - 10 г/кг.

Сапонины - это растительные гликозиды, получаемые из корней

мыльнянки, сахарной свеклы и наперстянки. С теплой водой они образуют сильно пенящиеся коллоидные растворы с высокой поверхностной активностью. Их разрешено добавлять в мороженое и как стабилизатор пены во взбитые сливки, газированные напитки и пиво.

В пищевой промышленности в качестве стабилизаторов и эмульгаторов используют свободные жирные кислоты (олеиновую, пальмитиновую, стеариновую и др.), а также натриевые, калиевые, кальциевые, магниевые, или алюминиевые соли этих кислот в концентрации до 5 г/кг. В качестве стабилизаторов (в основном при приготовлении печенья) применяют алифатические спирты жирного ряда, получаемые в результате гидрирования соответствующих жирных кислот. Чаще всего используются стеариновые и олеиновые спирты, а также их производные (сложные эфиры уксусной, молочной, фумаровой, яблочной, лимонной и других кислот). В качестве

эмульгаторов и веществ, предотвращающих кристаллизацию, используют этерифицированные полиглицериды. Для сложных эфиров полиглицеридов жирных кислот установлено содержание до 25 мг на один килограмм массы тела, за исключением сложных эфиров рацинолевой кислоты, для которых не более 7,5 мг на один килограмм массы тела. В пищевых маслах содержание сложных эфиров полиглицерина и полипропиленгликоля не должно превышать 20 г/кг, а в маргарине - 5 г/кг продукта.

На зарубежных рынках широко применяется эмульгатор "Атланта",

получаемый методом конденсации изомеризованного соевого масла с ангидридом малеиновой кислоты. В токсикологическом отношении препарат безвреден.

Другие стабилизаторы. В качестве стабилизаторов допущены к

применению в пищевых производствах без ограничений карбонаты кальция и магния, окись магния, аморфная двуокись кремния, силикат кальция и алюминия или натрийкальцийалюмосиликат, стеараты, пальмитаты, миристаты, казеинаты и холин

Применение добавок, изменяющих консистенцию продуктов,

регулируется в различных странах, в том числе в РФ, постановлениями или специальными разрешениями органов здравоохранения, государственными стандартами и другими регламентирующими документами.

Конденсированные фосфаты и полифосфаты. В качестве

стабилизаторов при производстве многих видов пищевых продуктов используют нейтральные и кислые монофосфаты, дифосфаты, трифосфаты и высшие полифосфаты. Кроме стабилизирующего эффекта эти соединения сохраняют цвет продуктов при некоторых видах обработки.

Применение витамина С в сочетании с полифосфатом натрия (соль

Грэхема) позволяет достичь высокой степени стабилизации продукта. Для создания оптимальных условий при экстракции и набухании белков мышечной ткани фосфаты непосредственно добавляют в мясные изделия, например, при производстве колбасы - 0,5% от массы изделия (0,1% в пересчете на фосфор).

Монофосфаты используются в технологических процессах для регулирования величины рН, в производстве кофесодержащих напитков, для стабилизации сгущенного молока и сыра.

Для смягчения питьевой воды к ней можно добавлять до 3 мг на один

литр фосфата (в пересчете на фосфор). Полифосфаты улучшают консистенцию, цвет и аромат консервированного окорока. Они предотвращают образование винного камня, осветляют вина (устраняют так называемые металлические помутнения), применяются при производстве мороженого.

Во многих странах разрешена добавка полифосфатов в плавленые

сыры, сосиски, печенье, кондитерские изделия, хлебобулочные изделия, в наполнители для шоколадных конфет. Фосфаты являются естественными компонентами пищевых продуктов: молока, сыра, мяса, яиц, зерновых, фруктов. Неорганические фосфаты необходимы для синтеза АТФ, ферментов, фосфолипидов и др.

Одним из основных факторов, определяющих роль фосфатов в пище,

является соотношение кальций:фосфор. Поэтому при определении предельного количества фосфатов следует учитывать потребление кальция.

Для различных продуктов предельно допустимое содержание их различно. В молочный порошок разрешается добавлять до 10 г/кг трикальций- и тримагниймонофосфатов. При изготовлении сыров предельное содержание фосфатов составляет 20 г/кг.

Фосфаты могут быть загрязнены следами токсичных элементов и

особенно мышьяком. Его содержание не должно превышать 5 мг на один килограмм фосфора.

Силиконы. Эти органические полисилоксановые соединения добавляют к пищевым продуктам для стабилизации суспензии или для предотвращения вспенивания прохладительных напитков при розливе в бутылки, или при производстве жевательной резинки. Их используют также для смазки противней в хлебопекарной промышленности.  

Силиконы иногда применяют в комбинации с двуокисью кремния. Допускается содержание силоксана в пищевых продуктах от 0,25 до 10,0 мг/кг в зависимости от вида продукта.

Комплексообразующие вещества и осветлители. Наиболее распространенным комплексообразующим веществом является этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА). Она способна образовывать стабильные комплексы с ионами металлов, поэтому в пищевых производствах применяется для связывания следов металлов.  

Для замедления каталитического действия

ионов меди при окислении аскорбиновой кислоты допускается применять динатриевую соль ЭДТА. В пищевой промышленности широко используются соли натрия и натрий-кальция. ЭДТА применяется для осветления вин.

В качестве осветлителя пива, вина, уксуса и т.п. в концентрациях около 0,1 г/л применяется танин, представляющий неоднородную смесь различных эфиров глюкозы и галловой кислоты. Танин имеет вяжущий вкус, растворяется в этаноле и глицерине, в воде дает коллоидные растворы. Танин связывает белки и выпадает из растворов или суспензий в виде осадка.

Для осветления вин применяются фитиновая кислота и ее соли.

Фитиновая кислота - это эфир фосфорной кислоты и мезоинозита, встречающийся в растениях в виде солей кальция и магния. Сведений о ее токсичности в литературе нет.

Многоатомные спирты - это различные гликоли, глицерин и сорбит. Они хорошо растворимы в воде и сильно гигроскопичны. Глицерин применяется в качестве смягчителя и для поддержания влажности в пищевых продуктах. Кроме того, он улучшает вязкость. Для этих целей используют также сорбит, представляющий собой многоатомный

спирт. В природе встречается в плодах рябины. В промышленности его получают ферментативным путем из виноградного сахара. За счет комплексообразующих свойств сорбит способен удалять железо и медь из жидких продуктов, например, вин или масел. Кроме того, в концентрациях 50-150 г/кг сорбит применяется как подслащивающее вещество для диабетиков.

Лабораторная работа

Определение вязкости

Цель: изучить метод измерения вязкости Стокса, научиться применять этот метод для определения вязкости.

 

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЙ

    

Метод Стокса основан на измерении скоростей падения тяжелого шарика в исследуемой жидкости. Стокс показал, что на шарик радиуса r, движущийся в жидкости с коэффициентом внутреннего трения η, с постоянной небольшой скоростью υ, действует сила

 

.                                       (1)

Кроме того, на шарик действует сила тяжести F и сила Архимеда (рисунок) F 1.

Движение шарика будет равномерным, когда сумма всех сил, действующих на него, будет равна 0. Т.е.

 

 или ,  (2)

если  – плотность шарика; 1 – плотность жидкости; g – ускорение свободного падения. Следовательно,

 

.                                     (3)

Скорость движения шарика находим из эксперимента:

 

,                                                   (4)

где L – расстояние, проходимое шариком за время t.

   

Заменяя радиус шарика через диаметр, и с учетом (4) формулу (3) приводим к виду

 

.                                     (5)

    

Главная часть экспериментальной установки – удлиненная стеклянная цилиндрическая колба, в которую наливается исследуемая жидкость, как правило, водный раствор глицерина. К колбе прикреплена шкала, позволяющая измерять расстояние, проходимое шариком при его падении.  

Время падения определяется секундомером, диаметр шарика – с помощью микроскопа.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

Проследив за движением одного из шариков, определяют примерно уровень от поверхности жидкости, начиная с которого шарик падает с постоянной скоростью. Не выше этого уровня и следует расположить верхнюю метку (начало отсчета величины L).

С помощью микроскопа многократно по разным направлениям измеряют диаметры трех шариков (присваивая каждому свой номер).

Измеряют время движения соответствующих шариков между двумя метками, которые нужно расположить так, чтобы расстояние между ними шарик проходил с постоянной скоростью.

При погружении шарика в жидкость к нему могут примкнуть пузырьки воздуха. Чтобы не образовался такой пузырек, перед опусканием шарика его следует смочить в жидкости и опускать пинцетом под поверхность жидкости поближе к оси цилиндра (для исключения влияния стенок сосуда на характер движения шарика).

Ускорение свободного падения можно взять g = 9,8 м/с2.


Определить время падения шарика в каждой жидкости.

№ варианта

Плотность шарика, г/см3

(ρ)

Диаметр шарика, см

(d)

Плотность жидкости (ρ1)

Расстояние см

(L)

Вязкость (ƞ)

вода, г/см3 глицерин, г/см3 метанол, г/см3 раствор соли, г/см3 вода, Па/с глицерин, Па/с метанол, Па/с раствор соли, Па/с
1 2,699 0,7 1,000 1,261 0,792 1,086 10 1,005 16,9 0,547 0,83
2 19,32 0,5 1,000 1,261 0,792 1,086 15 1,005 16,9 0,547 0,83
3 7,874 1 1,000 1,261 0,792 1,086 9 1,005 16,9 0,547 0,83
4 5,96 1,5 1,000 1,261 0,792 1,086 50 1,005 16,9 0,547 0,83
5 8,91 2 1,000 1,261 0,792 1,086 25 1,005 16,9 0,547 0,83
6 7,133 0,1 1,000 1,261 0,792 1,086 13 1,005 16,9 0,547 0,83
7 5,85 0,3 1,000   1,261 0,792 1,086 30 1,005 16,9 0,547 0,83

 

Сделайте вывод о том, в какой жидкости шарик падает дольше. Объясните причину этого.

 




Практическая работа


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: