Порядок выполнения работы. 1. Вышеописанным способом определить жесткость пружи­ны

1. Вышеописанным способом определить жесткость пружи­ны. Измерения проделать 7-10 раз. Экспериментальные данные занести в таблицу 12.1.

Таблица 12.1

№.п.п	mi, гр.	Li, мм	L0, мм	Li-L0, мм	ki, Н/м	, Н/м

2. Рассчитать среднее значение и его среднеквадратичную ошибку :

(12.8)

(12.9)

3. С помощью штангенциркуля определить внутренний d₁ и внешний d₂ диаметр кольца в5-6 местах.

4. Рассчитать среднее значение d₁ и d₂ и их среднеквадратич­ную ошибку. Сравнить с систематической ошибкой изме­рения диаметров.

5. Протереть кольцо спиртом или ацетоном, дать просохнуть спирту и подвесить его на пружину.

6. Налить в сосуд исследуемую жидкость (чаще всегодистил­лированную воду), заранее промыв внутреннюю поверх­ность (кювету).

7. Перемещая, держатель, подвести кольцо к поверхности жидкости на расстояние 5 - 6 мм от нее. Поворотом кольца на подвесе добиться параллельности среза кольца с по­верхностью исследуемой жидкости.

8. Микрометрическим винтом поднять столик до соприкосно­вения кольца с поверхностью жидкости. Убедиться в пол­ном касании кольца всеми краями одновременно и записать показания на шкале микрометрического винта. Это нулевое положение на шкале микрометра L_o (лучше, чтобы оно бы­ло ближе к нулю микрометра).

9.Медленно опускать столик с жидкостью при помощи мик­рометрического винта. Зафиксировать момент отрыва кольца от жидкости визуально и на микрометре L_i.

10. Повторить опыт 5-7 раз.

11. Из полученных значений вычислить удлинение пружины в момент отрыва кольца L_i - L_o, среднее значение удлинения

L и его среднеквадратичную ошибку .

(12.10)

(12.11)

Сравнить с систематической ошибкой измерения удлинения мик­рометром.

12. Определить средний коэффициент поверхностного натяже­ния исследуемой жидкости:

(12.12)

и погрешность его измерения:

(12.13)

13. Исследовать влияние примеси на поверхностное натяжение воды. Для этого приготовить три раствора мыла в воде: а) раствор 1 см мыла в 1 литре воды; б) второй раствор - пу­тем растворения 1 см раствора а) в одном литре свежей воды; в) третий раствор - путем растворения 1 см раствора б) в 1 литре свежей воды. Оценить концентрацию мыла во всех трех растворах. Добавив эти растворы поочередно в кювету измерить коэффициент поверхностного натяжения.

14.Исследовать зависимость коэффициента поверхностного натяжения от температуры.

15. Найти коэффициент поверхностного натяжения для раствора различных моющихся средств.

16. Исходя из результатов пп 13,14,15, делать вывод, - какой раствор более эффективен для стирки белья?

Контрольные вопросы

1. Какими видами энергий обладают молекулы жидкости?

2. Почему молекулы в тонком поверхностном слое обладают большей потенциальной энергией, чем молекулы в объеме?

3. Почему при движении молекул в объем с поверхности жид­кости под действием силы R совершается положительная ра­бота, а при переходе молекул на поверхность - отрицатель­ная? Почему при этом энергия поверхностных молекул уве­личивается по сравнению с энергией молекул в объеме?

4. Какова физическая природа свободной поверхностной энер­гии? Почему она называется свободной?

5. Как возникает сила поверхностного натяжения и как она направлена? В каких единицах измеряются удельная по­верхностная энергия и коэффициент поверхностного натя­жения? Какая разница между ними?

6. В каких условиях жидкость принимает шарообразную форму?

7. Приведите примеры, демонстрирующие наличие поверхно­стного натяжения.

8. Исходя, из каких соображений можно вывести формулу F=2sL? Какой физический смысл в этой формуле имеет s и его размерность.

9. Почему под действием равнодействующей силы R молеку­лы не уходят в объем жидкости?

10. Влияет ли на коэффициент поверхностного натяжения жидкости окружающаясреда? Если да, то почему?

11. Как зависит коэффициент поверхностного натяжения от тем­пературы, и при каких условиях он может равняться нулю?

12. Правильно ли говорить просто о поверхностном натяжении воды или следует говорить о поверхностном натяжении во­ды на границе раздела конкретных фаз?

Литература

1. Кикоин И.К., Кикоин А.К. Молекулярная физика - М: Нау­ка, санкт – Питербург, Москва – Краснодар, 2007г

2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.2. Термодинамика и молекулярная физика. - М.: Наука, ]990.

3. Матвеев А.Н. Молекулярная физика. - М.: Высшая школа, 1987.

4. С.Э. Фриш, А.В. Тиморев. Общий курс физики. Т.1. Санкт – Питербург- Москва- Краснодар, 2007г.

5. Гольдин Л.Л. Лабораторные занятия по физике. - М.:. Нау­ка, 1983.

6. Деденко Л.Г., Керженцев В.В. Математическая обработка и оформление результатов эксперимента / Под ред. А.Н. Матвеева. - М.: Издательство московского универси­тета, 1977.

7. Деденко Л.Г. Д.Ф. Киселев, В.К. Петросян Общийфизиче­ский практикум / Под ред. А.Н. Матвеева - М.: Издательст­во МГУ, 1991.