Порядок выполнения работы. 1. Штангенциркулем измерить наружный и внутренний диаметры кольца в пяти местах

1. Штангенциркулем измерить наружный и внутренний диаметры кольца в пяти местах. Результаты занести в табл.1.

2. Подвесить кольцо к пружине и определить по шкале линейки 5 положение метки для пружины в ненагруженном состоянии (F =0).

3. Взять одну гирьку (цифры на каждой гирьке указывают миллиграммы), поместить в центр чашки 2 и определить по шкале высоту .

4. Увеличивая нагрузку F=mg (т.е. суммарную массу m гирек, лежащих в чашке), определить высоту h верхнего края чашки по линейке 5. Данные измерений заносить в табл. 2. Гирьки добавлять последовательно, по одной, и не забывайте подсчитывать каждый раз их общую массу .

5. Снять все гирьки с чашки.

6. Поднимать сосуд с жидкостью до тех пор, пока поверхность жидкости не коснется нижнего края кольца. Следить за тем, чтобы этот край только смачивался, но не опускался вглубь воды. Затем, медленно и равномерно опуская сосуд, уловить равновесие (система находится в покое) перед отрывом кольца, и заметить по шкале высоту верхнего края чашки. Измерения провести не менее пяти раз и найти среднее арифметическое значение .

7. Построить график градуировки пру­жины h (m), принимая за начало координат значение, близкое к (рис. 6).

8. По построенному графику и по най­денному растяжению пружины опре­делить массу нагрузки , соответствую­щую этому растяжению (рис. 6).

9. Вычислить коэффициент поверхност­ного натяжения по формуле (4). Данные вычислений и измерений занести в табл. 2. Не забудьте перевести все данные в СИ.

Таблица 1

, мм						= мм
, мм						мм

Таблица 2

Т= К	m, мг
	h, мм
кг	F Н = Н	Н/м

Контрольные вопросы

1. Чем жидкость отличается от газа и от твердого тела? Почему жидкость течет так же легко как газ, а плотность ее близка к плотности твердого состояния?

2. Чем отличаются молекулы из поверхностного слоя от молекул из объема жидкости? Чем определяется толщина поверхностного слоя? Существует ли поверхностный слой у идеального газа? у твердой среды?

3. По какой причине возникает явление поверхностного натяжения? Как возникают силы поверхностного натяжения? К чему они приложены и как направлены?

4. Что такое свободная поверхность жидкости и контур, ограничивающий свободную поверхность?

5. Как стремятся изменить площадь поверхностного слоя силы поверхностного натяжения? Какую форму примет капля жидкости в случае отсутствия других сил (в невесомости) и почему? Почему поверхность воды в стакане в случае смачивания имеет не минимальную поверхность?

6. Дайте два определения коэффициента поверхност­ного натяжения (через силу и через работу или энер­гию). Тонкая пленка с коэффициентом натянута на прямоугольную рамку со сторонами a и b. Какую работу надо совершить, чтобы растянуть пленку, уве­личив его ширину на х (рис. 7)?

7. Как изменяется коэффициент поверхностного натяжения жидкости при нагревании?

8. Какое значение имеет изучение поверхностного натяжения для медицины?

9. Объясните метод измерения коэффициента , используемый в этой работе. Выведите формулу (4). Покажите контур, ограничивающий поверхность жидкости, смачивающей алюминиевое кольцо.

Литература

1. Савельев И.В. Курс общей физики, 1989, Т. 1, гл. 15, § 92, 93.

2. Матвеев А.Н. Молекулярная физика, 1987, гл. 3, § 34.

3. Колмаков Ю.Н., Пекар Ю.А., Лежнева Л.С. Термодинамика и молекулярная физика, 1999, гл. 7, § 1, 2, 5; гл. 1, § 5, 6, 7.

4. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика.– М:Высшая школа, 1987, главы 9.6, 9.7, 9.8.