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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.