09, Fiza9(2)

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNAWyznaczanie napięcia powierzchniowego za pomocą kapilary.Efekt podnoszenia się poziomu cieczy w kapilarze związany jest ze zjawiskiem menisku wklęsłego powstającego w przypadku, gdy wypadkowa siła działająca na cząsteczkę cieczy znajdującą się przy ściance naczynia zwrócona jest na zewnątrz, to znaczy odziaływania między cząsteczkami cieczy i naczynia są większe niż między cząsteczkami samej cieczy.W doświadczeniu wykorzystano rurki kapilarne oraz ciecze, dla których można przyjąć, iż menisk ma kształt kulisty, wówczas równanie Laplace'a na ciśnienie wytwarzane przez menisk z postaci:po uwzględnieniu R1=R2=r oraz porównaniu z równaniem na ciśnienie hydrostatyczne otrzymujemy ostatecznie wzór na współczynnik napięcia powierzchniowegoWyniki pomiarów :Lp.Toluen [mm]Benzen [mm]Woda [mm]1.2.3.4.5.6.7.8.9.24.9024.3523.6523.5024.3032.6532.0031.9531.8531.9536.2035.6535.5035.8035.8536.0535.9035.7035.95hśr24.1432.0835.84Wartości hśr , obliczone na podstawie wzoru :Dla obliczonych wartości hśr obliczam współczynniki napięcia powierzchniowego,przyjmując następujące dane :rT=0.1 mm rB=0.1 mm rW=0.5 mm ± 0.01 mmζT=866.8 kg/m3 ζB=879 kg/m3 ζW=997.91 kg/m3Po podstawieniu do powyższego wzoru otrzymuję wartości liczbowe :σT=0.01026 N/m σB=0.01383 N/m σW=0.08769 N/mObliczam odchylenie kwadratowe punktów pomiarowych od obliczonej wartości hśr , na podstawie wzoru :δT = 0.57 mm δB=0.32 mm δW=0.21 mmObliczam odchylenie standardowe dla współczynnika napięcia powierzchniowego, jako wartości wyznaczonej w sposób pośredni, na podstawie ogólnego wzoru, który w moim przypadku przyjmuje postać :Obliczam przedział ufności odpowiadający prawdopodobieństwu 95%δσT = 0.0005 N/m δσB=0.0003 N/m δσW=0.001 N/mOstatecznie współczynniki napięcia powierzchniowego dla poszczególnych cieczy przyjmują wartości :dla toluenu : σT = 0.0103 ± 0.0005 N/mdla benzenu : σB = 0.0138 ± 0.0003 N/mdla wody : σW =0.088 ± 0.001 N/mWnioski :Na wynik pomiarów ma wpływ jedynie błąd pomiaru wyskokości słupa cieczy, jest to błąd przypadkowy.Ze względu na dużą dokładność pomiarów dokonywanych przy pomocy katetometru, końcowy błąd obliczenia wartości współczynnika napięcia powierzchniowego jest więc obarczony znikomym błędem przypadkowym, w moim przypadku rzędu maksymalnie 5%.Ewentualne rozbieżności mogły również powstać w związku z utratą przez badane substancje, ich wzorcowych własności, a więc zmianą właściwości fizycznych [ Pobierz całość w formacie PDF ]

Linki