Задачей лабораторной работы № 4 является изучение капиллярных явлений, вызванных поверхностным натяжением жидкости. Основная цель работы заключается в измерении среднего диаметра капилляров. Для проведения эксперимента необходимы следующие материалы: сосуд с водой, подкрашенной водой, полоска фильтровальной бумаги размером 120 х 10 мм, полоска хлопчатобумажной ткани размером 120 х 10 мм и линейка измерительная. Суть работы заключается в том, что смачивающая жидкость проникает внутрь капилляра, а поднятие жидкости внутри капилляра продолжается до тех пор, пока сила, действующая на жидкость, не уравновесится.
Пошаговый ответ:
Для проведения эксперимента нам понадобится сосуд с водой, которую мы должны подкрасить, чтобы улучшить видимость. Также нам понадобится полоска фильтровальной бумаги размером 120 х 10 мм, полоска хлопчатобумажной ткани такого же размера и линейка измерительная.
Первым шагом эксперимента будет измерение диаметра капилляра из фильтровальной бумаги. Для этого мы берем сосуд с подкрашенной водой и опускаем в него одну из сторон полоски фильтровальной бумаги так, чтобы конец полоски был под водой. Секундомер нужно включить и начать отсчет времени.
Когда вода начнет впитываться в бумагу, мы увидим, что жидкость поднимается в бумаге на определенную высоту. Как только вода перестанет подниматься, мы останавливаем секундомер и записываем время, которое понадобилось жидкости на подъем. При этом важно не давать капле на конце полоски образоваться.
Затем мы измеряем высоту подъема жидкости в бумаге с помощью линейки измерительной. По формуле высота подъема жидкости в капилляре равна pow((2 * время прохождения жидкости), 0.5).
Далее нам необходимо найти средний диаметр капилляра. Для этого мы разрезаем полоску бумаги вдоль поднявшейся жидкости и измеряем ширину разреза с помощью линейки.
После этого мы повторяем те же шаги для полоски хлопчатобумажной ткани.
Полученные данные для каждого материала (фильтровальная бумага и хлопчатобумажная ткань) позволят нам найти средний диаметр капилляра по формуле: средний диаметр = 2 * (ширина разреза) / (высота подъема).
Таким образом, проводя данный эксперимент с разными материалами, мы сможем измерить средний диаметр капилляров и изучить капиллярные явления, вызванные поверхностным натяжением жидкости.