dmylogi.com

Hoe om oppervlakspanning te meet

Oppervlakspanning is die vermoë van `n vloeistof om die swaartekrag te weerstaan. Byvoorbeeld, op `n tafel vorm die water druppels omdat die watermolekules op die oppervlak teen die swaartekrag gegroepeer word. Die oppervlakspanning is wat veroorsaak dat `n hoër digtheid voorwerp, soos `n insek, op die oppervlak van die water dryf. Om die oppervlakspanning te meet, kry jy die hoeveelheid krag (N) wat op `n eenheid uitgeoefen word, soos die lengte (m), of jy kan ook die hoeveelheid energie van `n gemeet area kry. Spanning word veroorsaak deur die kragte wat deur watermolekules op mekaar uitgeoefen word (wat ook samehangende kragte genoem word), wat veroorsaak dat waterdruppels of enige ander vloeistof daardie spesifieke vorm het. Jy kan sommige huishoudelike items en `n sakrekenaar gebruik om oppervlakspanning te meet.

stappe

Metode 1
Meet oppervlakspanning met `n balansstraal

Beeld getiteld Meet Oppervlakspanning Stap 1
1
Stel die vergelyking om die oppervlaktespanning te verkry. Vir hierdie eksperiment sal die volgende vergelyking die oppervlakspanning bepaal: F = 2sd, waar F is die krag in newton (N), s is die oppervlakspanning (N / m) en d is die lengte van die naald wat in die eksperiment gebruik sal word. Jy kan die vergelyking op grond van die oppervlaktespanning herrangskik en jy sal kry s = F / 2d.
  • Die krag word bereken aan die einde van die eksperiment.
  • Voordat jy begin, gebruik `n liniaal om die naald in meter te meet.
  • Beeld getiteld Meet Oppervlakspanning Stap 2
    2
    Bou `n klein balans balk. Om die oppervlakspanning in hierdie eksperiment te meet, sal `n balansbalk en `n klein naald wat op die oppervlak van die water dryf, gebruik word. Vir die resultate wat u akkuraat moet maak, moet u die balansballe goed bou, waarvoor u verskillende materiale kan gebruik. U moet egter seker maak dat die middelste staaf van `n sterk materiaal soos hout, plastiek of dun karton gemaak word.
  • Merk die middel van die materiaal wat jy sal gebruik om die kroeg te bou (`n strooi, `n plastiekhebber) en boor of boor `n gaatjie daar. Dit sal die draaipunt wees - dit is die punt waarmee die balansstraal vrylik kan draai. As jy `n strooi gaan gebruik, kan jy dit in die middel met `n pen of `n spyker boor.
  • Boor of boor aan elke kant van die balansbal, sodat hulle dieselfde afstand van die sentrum is. Plaas `n tou deur elke gaatjie om die houers daar te hou.
  • Die pen of die spyker waarmee jy die punt van ondersteuning geboor het, moet horisontaal ondersteun word op boeke of stukke van `n stewige materiaal wat nie uitmekaar val nie, aangesien die middelpunt van die balansbalk vrylik op die pen moet draai of die spyker in die sentrale deel.
  • Beeld getiteld Meet Oppervlakspanning Stap 3
    3
    Skep `n boks of bord deur `n stukkie aluminiumfoelie te vou. Jy hoef nie `n presiese vierkant of ronde vorm te skep nie, maar jy moet seker maak dat dit sterk genoeg is, aangesien jy hierdie houer met water sal vul of `n ander gewig daar plaas.
  • Hang die boks of die bord wat jy geskep het van die een kant van die balansbal. Om dit vas te hou, maak klein gaatjies aan die kante waardeur jy die tou kan plaas.
  • Beeld getiteld Meet Oppervlakspanning Stap 4
    4
    Gebruik die tou om `n naald of papierklem horisontaal aan die ander kant van die balk te hang. Aan die ander kant, bind die een kant van die tou aan `n papierklip of naald sodat dit volledig verleng word, aangesien hierdie eksperiment slegs sal werk as die papierklip of naald in `n horisontale posisie is.
  • Beeld getiteld Meet Oppervlakspanning Stap 5
    5
    Balanseer die aluminiumhouer deur `n stuk materiaal soos klei op die staaf te plaas. U moet seker maak dat die balk heeltemal voor die aanvang van die eksperiment is. Aangesien die houer meer as die naald sal weeg, sal die balk na die kant kantel sodat jy `n voldoende hoeveelheid klei aan die ander kant van die staaf moet plaas om dit te balanseer.
  • Dit staan ​​bekend as teenbalans.
  • Prent getiteld Meet Oppervlakspanning Stap 6
    6
    Plaas die naald of papierklem wat jy van die kroeg gehang het, in `n houer gevul met water. Die naald moet bo-op die wateroppervlak wees, dus kan hierdie stap ekstra moeite verg. Maak seker dat die naald nie in die water ondergedompel is nie. Vul `n houer met water (of enige ander vloeistof waarvan die oppervlakspanning jy wil uitvind) en plaas dit onder die naald. Die houer moet op `n voldoende afstand van die naald wees sodat dit direk op die oppervlak van die vloeistof kan rus.
  • Nadat die naald op die oppervlak van die water geplaas is, moet die tou waaruit die naald hang, styf wees.
  • Beeld getiteld Meet Oppervlakspanning Stap 7
    7
    Gebruik `n klein posskaal om verskeie penne of verskeie gemete druppels water te weeg. Jy moet die penne of die druppels water een vir een in die aluminiumhouer wat jy gebou het, plaas. Om hierdie berekening te maak, moet jy die presiese gewig ken wat nodig is om die naald op te lig en dit van die water af te skei.
  • Tel `n sekere aantal penne of druppels water en neem hulle af.
  • Om te weet hoeveel elke individuele pen of waterdruppel weeg, verdeel die totale gewig met die aantal penne of druppels.
  • Byvoorbeeld, as 30 penne 15 g weeg: 15/30 = 0.5. Daarom weeg elke pen 0,5 g.
  • Beeld getiteld Meet Oppervlakspanning Stap 8
    8
    Plaas die penne of waterdruppels een vir een in die aluminiumhouer. Doen dit totdat die naald van die oppervlak van die water skei. Plaas stadig `n pen of `n druppel water in die aluminiumhouer. Maak dit `n speld of druppel water op `n keer. Gee noukeurig aandag aan die naald elke keer as jy meer gewig byvoeg om te sien of dit van die water skei. Wanneer die naald ophou om met die oppervlak van die water in aanraking te kom, stop met die toevoeging van meer penne of druppels water.
  • Tel hoeveel penne of druppels water nodig is om die teengewig te skei van die oppervlak van die water.
  • Teken hierdie bedrag op.
  • Doen dieselfde eksperiment verskeie kere (5 of 6) om meer akkurate resultate te kry.
  • Kry gemiddeld die resultate. Om dit te doen, voeg die aantal penne wat nodig was in elke eksperiment by en verdeel dit onder die aantal eksperimente wat jy gedoen het.
  • Beeld getiteld Meet Oppervlakspanning Stap 9
    9
    Vermenigvuldig die gewig in gram deur 0.00981 N / g om die aantal penne in `n krag te omskep. Om die oppervlaktespanning te bereken, benodig u die totale hoeveelheid krag wat nodig is om die naald van die oppervlak van die vloeistof te skei. Jy kan die omskakelingsfaktor 0.00981 N / g gebruik om hierdie berekening maklik te maak omdat jy die gewig van die penne in die vorige stap gehad het.
  • Vermenigvuldig die aantal penne wat jy in die aluminiumhouer plaas deur die gewig van elke pen. Byvoorbeeld: 5 penne wat 0,5 g per pen weeg = 5 x 0,5 = 2,5 g.
  • Vermenigvuldig hierdie hoeveelheid in gram deur die omskakelingsfaktor 0.00981 N / g: 2.5 x 0.00981 = 0.025 N.
  • Beeld getiteld Meet Oppervlakspanning Stap 10
    10
    Vervang die veranderlikes in die vergelyking en los dit op. U kan die krag in die vergelyking vind deur die metings wat u in die eksperiment behaal het. Om dit te doen, vervang elke waarde met die ooreenstemmende veranderlike en gebruik die volgorde van bewerkings om die vergelyking op te los.
  • Na die vorige voorbeeld, as die naald 0,025 m gemeet het, sou u die volgende kry as u die veranderlikes in die vergelyking vervang: S = F / 2d = 0.025 N / (2 x 0.025) = 0.05 N / m. Die vloeistof het `n oppervlaktespanning van 0.05 N / m.


  • Metode 2
    Meet oppervlakspanning deur middel van kapillêre aksie

    Prent getiteld Meet Oppervlakspanning Stap 11
    1
    Verstaan ​​wat kapillêre aksie is Om dit te verstaan, is dit eers nodig om die konsep van adhesie en samehangende kragte te verstaan. Adhesie is `n krag waardeur `n vloeistof aan `n soliede oppervlak vasklou (byvoorbeeld die rand van `n glas). Samehangende kragte laat vloeistofmolekules wat aan mekaar aangetrokke voel, voel. Wat `n vloeistof opwek deur middel van `n dun buis, is die kombinasie van adhesie en samehangende kragte.
    • U kan die hoogte gebruik waarmee die vloeistof in die buis bereik om sy oppervlaktespanning te bereken.
    • Cohesie is wat veroorsaak dat water bubbels of druppels op `n oppervlak vorm. Wanneer `n vloeistof in aanraking kom met lug, voel die molekules kragte wat hulle na mekaar aantrek, wat bel op die oppervlak vorm.
    • Adhesie is wat die meniskus skep wat gesien kan word wanneer vloeistowwe aan die kante van `n glas bly. Die meniskus is die konkave vorm wat op die vlak van die oë in die boonste gedeelte van die vloeistof gesien kan word.
    • `N Voorbeeld van kapillêre aksie is wanneer jy `n strooi in `n glas water sit en kyk hoe die water daardeur styg.
  • Beeld getiteld Meet Oppervlakspanning Stap 12
    2
    Stel die vergelyking om die oppervlaktespanning te vind. Dit kan gevind word deur die vergelyking S = (ρhga / 2), waar S is die oppervlaktespanning, ρ is die digtheid van die vloeistof wat jy wil meet, h is die hoogte waarteen die vloeistof die buis bereik, g is die versnelling as gevolg van die swaartekrag wat op die vloeistof (9.8 m / s) en a is die radius van die kapillêre buis.
  • Maak seker dat al die eenhede wat u gebruik om hierdie vergelyking op te los, in die vorm is statistieke korrek is. Dit is die digtheid moet in kg / m wees, die hoogte en radius moet in meter wees en die gravitasie moet in m / s wees.
  • As jy nie die digtheid van die vloeistof het nie, kan jy dit in `n naslaanboek raadpleeg of die vergelyking gebruik digtheid = massa / volume vir bereken dit.
  • Die oppervlaktespanning word gemeet in newton per meter (N / m). `N Newton is 1 kg m / s. U kan die eenhede self bepaal deur die vergelyking op te los deur slegs die eenhede te gebruik: S = kg / m * m * m / s * m. Dit veroorsaak dat twee van die eenhede in meter om twee van die eenhede te kanselleer "per meter", waarmee jy 1 kg-m / s / m of 1 N / m het.
  • Beeld getiteld Meet Oppervlakspanning Stap 13
    3
    Vul `n houer met `n vloeistof waarvan die oppervlakspanning jy wil bereken. Vul die houer tot `n hoogte van ongeveer 2,5 cm (1 duim) met `n vlak skaal of bak. Dit maak nie saak hoeveel vloeistof jy byvoeg so lank as wat jy kan sien nie, kom dit duidelik deur die kapillêre buis.
  • As jy die eksperiment met meer as een vloeistof gaan doen, maak seker dat jy die plaat wat jy gebruik, skoonmaak en droog om die vloeistof te gooi voordat jy `n ander vloeistof giet. Jy kan ook elke vloeistof met `n ander gereg giet.
  • Beeld getiteld Meetoppervlakspanning Stap 14
    4
    Plaas `n dun deursigtige buis in die vloeistof. Dit is waar jy die metings sal neem om die oppervlakspanning te bereken. Dit is belangrik dat die buis deursigtig is sodat jy kan sien hoe ver die vloeistof bo die vlak van die houer bereik. Die buis moet ook dieselfde hê radio in sy hele lengte.
  • Jy kan die radius meet deur eenvoudig `n liniaal oor die bokant van die buis te plaas om die deursnee te meet. Deel dan hierdie getal met 2 om die radius te kry.
  • Beeld getiteld Meet Oppervlakspanning Stap 15
    5
    Meet hoe hoog die vloeistof in die buis bokant die houer bereik. Plaas die onderkant van `n liniaal net op die vlak van die vloeistof in die houer om te meet hoe hoog die vloeistof in die buis gekom het. Die water styg as gevolg van die krag wat opwaarts deur die oppervlaktespanning uitgeoefen word, wat groter is as die krag wat deur swaartekrag afwaarts uitgeoefen word.
  • Beeld getiteld Meet Oppervlakspanning Stap 16
    6
    Vervang die waardes wat jy in die vergelyking verkry het en los dit op. Nadat u al die veranderlikes gekry het, kan u dit in die formule vervang en die oppervlaktespanning kry. Om die probleem op die korrekte manier op te los, maak seker dat u al die waardes na die metrieke stelsel omgeskakel het.
  • Verbeel jou byvoorbeeld dat jy die oppervlakspanning van die water wil meet. Die digtheid is ongeveer 1 kg / m (vir hierdie voorbeeld sal benaderde waardes gebruik word). Die veranderlike g sal altyd gelyk wees aan 9,8 m / s. Die buisradius meet 0.029 m en die water styg tot `n afstand van 0.5 m. Wat is die oppervlakspanning van die water?
  • As u die veranderlikes in die vergelyking vervang, sal u: S = (ρhga / 2) = (1 x 9.8 x 0.029 x 0.5) / 2 = 0.1421 / 2 = 0.071 J / m.
  • Metode 3
    Meet die relatiewe oppervlakspanning met `n muntstuk

    Beeld getiteld Meet Oppervlakspanning Stap 17
    1
    Versamel jou materiaal. Om hierdie eksperiment te doen, benodig jy `n drupper vir jou oë, `n pennie of die ekwivalent daarvan, water, `n klein bak, skottelgoedwasmiddel, olie en `n handdoek. Jy kan die meeste van hulle by die huis vind of by die supermark koop. Vaatwasmiddel en olie is nie nodig nie, maar sal jou toelaat om meer as een vloeistof te hê, waarvan die oppervlakspanning jy kan vergelyk.
    • Voordat jy begin, moet die munt heeltemal skoon en droog wees, want as jy enige ander vloeistof het, sal die eksperiment nie akkuraat wees nie.
    • Hou in gedagte dat jy met hierdie eksperiment nie die oppervlaktespanning kan bereken nie, maar bloot die oppervlakspanning van verskillende vloeistowwe in verhouding tot ander bepaal.
  • Beeld getiteld Meet Oppervlakspanning Stap 18
    2
    Druppel een druppel vloeistof op `n tyd op die muntstuk. Plaas die muntstuk op `n handdoek of enige ander oppervlak wat jy nie omgee om nat te word nie. Vul dan die drupper met die eerste vloeistof en laat dit druppel per druppel op die munt val. Tel hoeveel druppels die muntstuk gevul is totdat die vloeistof spoel.
  • Teken na hoeveel druppels die vloeistof aan die een kant van die munt begin mors.
  • Beeld getiteld Meet Oppervlakspanning Stap 19
    3
    Herhaal die eksperiment met `n ander vloeistof. Na die proe van `n vloeistof en voordat jy `n ander probeer, moet jy die munt goed skoonmaak en droog. Voordat u die eksperiment herhaal, moet u ook die oppervlak waar die munt was tydens die vorige eksperiment droog word. Maak die dropper skoon tussen elke eksperiment of gebruik `n ander een vir elke vloeistof.
  • Jy kan `n opwasmiddel met water meng en laat dit weer op die munt drup om te bepaal of daar enige verandering in oppervlakspanning is.
  • Beeld getiteld Meet Oppervlakspanning Stap 20
    4
    Vergelyk hoeveel druppels van elke vloeistof nodig is om die munt te vul. U kan die eksperiment verskeie kere met dieselfde vloeistof doen om seker te maak dat u `n akkurate resultaat kry. Bereken dan die gemiddeld van al die eksperimente deur die resultate by te voeg en te verdeel deur die aantal eksperimente wat u uitgevoer het. Skryf neer watter vloeistowwe benodig die meeste druppels om die munt te vul en watter een het die minste hoeveelheid nodig.
  • `N vloeistof wat `n hoër oppervlakspanning het, sal meer druppels nodig hê om die munt te vul as `n vloeistof wat `n laer oppervlaktespanning het.
  • Vaatwasmiddel verminder die oppervlaktespanning van die water, dus jy benodig `n kleiner hoeveelheid druppels om die muntstuk te vul.
  • Deel op sosiale netwerke:

    Verwante
    Hoe om cowboy koffie te maakHoe om cowboy koffie te maak
    Hoe om joules te berekenHoe om joules te bereken
    Hoe om die digtheid te berekenHoe om die digtheid te bereken
    Hoe om drijfvermogen te berekenHoe om drijfvermogen te bereken
    Hoe om die massa te berekenHoe om die massa te bereken
    Hoe om die swaartekrag te berekenHoe om die swaartekrag te bereken
    Hoe om die torsie te berekenHoe om die torsie te bereken
    Hoe om stres in fisika te berekenHoe om stres in fisika te bereken
    Hoe om die terminale snelheid te berekenHoe om die terminale snelheid te bereken
    Hoe om gewig uit die massa te berekenHoe om gewig uit die massa te bereken
    » » Hoe om oppervlakspanning te meet
    © 2024 dmylogi.com