1. При арретированной весовой системе (рычаг R арретира отведен влево) установить весы по уровню с помощью винтов так, чтобы пузырек уровня находился в центре кружка.
2. Привести весы к нулевому положению. Для этого повесить на крючок добавочный грузик 100 мг, указательную стрелку поставить на нулевую отметку шкалы, освободить арретир, совместить нулевой штрих подвижной шкалы с положением контрольной стрелки.
3. Отведя рычаг R влево, арретировать весовую систему, снять добавочный грузик в 100 мг.
4. Отведя рычаг вправо, освободить весовую систему, открыть кран К и, слегка нажимая на резиновую грушу, медленно подвести уровень воды под нижнее основание кольца. Контрольная стрелка М должна быть немного правее нулевого штриха подвижной шкалы.
5. Для измерения силы поверхностного натяжения открыть кран настолько, чтобы вода очень медленно убывала из делительной воронки, и когда контрольная стрелка М совместится с нулевым штрихом подвижной шкалы, удерживать ее в этом положении, закручивая рычагом S пружину весов. Зафиксировать положение указательной стрелки 
(показание весов 
), при котором кольцо отрывается от поверхности воды. Измерение повторить не менее 10 раз и вычислить среднее значение.
6. Так как оторвавшееся от поверхности воды кольцо остается покрытым пленкой воды, оно будет несколько тяжелее сухого, вес которого соответствовал нулевому положению весов. Поэтому среднее значение силы поверхностного натяжения
,
где < f > – средний вес мокрого кольца. Поскольку вес мокрого кольца мало изменяется при отдельных измерениях, его можно определить один раз в конце измерений. Для этого арретировать весы, повесить на крючок добавочный грузик в 100 мг, освободить весовую систему и зафиксировать показание весов f.
|
|
Кольцо из делительной воронки не вынимать!
7. Вычислить среднее значение коэффициента поверхностного натяжения
Удвоенная длина окружности кольца 
м.
8. Вычислить абсолютную погрешность среднего значения коэффициента поверхностного натяжения.
9. Записать окончательный результат
σ = < σ > + Δσ.
Б. Метод отрыва капель
Второй метод определения коэффициента поверхностного натяжения заключается в следующем. При истечении жидкости из узкой трубки при малом расходе образующиеся капли непосредственно перед отрывом висят на шейке (рис. 5), при этом сила тяжести Р, действующая на каплю, уравновешивается силами поверхностного натяжения, действующими по контуру 
, ограничивающему поперечное сечение шейки и ее узкой части (D – диаметр шейки в этом месте). Равнодействующую F сил поверхностного натяжения, действующих по контуру 
,можно представить в виде произведения коэффициента поверхностного натяжения 
надлину контура , т.е.
.
Непосредственно перед отрывом капли выполняется соотношение
или 
,
где т – масса капли. Пользуясь этим соотношением, можно определить коэффициент поверхностного натяжения
. (3)
Массу одной капли определяют по общей массе n капель. Для этого используют трубку с делениями, имеющую сужение на конце, и кран (бюретку). Бюретка наполняется жидкостью. Если объем жидкости при вытекании из бюретки изменился на величину V и при этом сосчитано число капель n, то масса m одной капли равна массе вытекшей жидкости 
(где 
– плотность), деленной на число капель,
|
|
.
Подставляя значение m в формулу (3), получим формулу для вычисления коэффициента поверхностного натяжения:
(4)