Беттік керілуді қалай өлшеуге болады

Вызшақ: Укладка осп на лаги/ Устройство деревянных лаг своими руками -утепление пола осб плитами

Мазмұны

Қадамдар
3 -ші әдіс 1: рокер қолын пайдалану
3 -ші әдіс 2: капиллярлық әсер арқылы
3 -ші әдіс 3: Монетаның көмегімен салыстырмалы беттік керілуді қалай анықтауға болады
Саған не қажет

Беттік керілу сұйықтың ауырлық күшіне қарсы тұру қабілетін сипаттайды. Мысалы, үстелдің үстіндегі су тамшыларды құрайды, өйткені су молекулалары бір -біріне тартылады, бұл гравитацияға қарсы тұрады. Су бетінде жәндіктер сияқты ауыр заттарды ұстауға болатын беткі кернеудің арқасында. Беттік керілу күшпен өлшенеді (N), бірлік ұзындығына (м) немесе бірлік ауданға энергияға бөлінеді. Су молекулаларының өзара әсерлесу күші (біріккен күш) кернеуді тудырады, нәтижесінде су тамшылары (немесе басқа сұйықтықтар) пайда болады. Беттік керілуді әр үйде кездесетін бірнеше қарапайым заттармен және калькулятормен өлшеуге болады.

Қадамдар

3 -ші әдіс 1: рокер қолын пайдалану

1 Беттік керілудің теңдеуін жазыңыз. Бұл тәжірибеде беттік керілуді анықтайтын теңдеу келесідей: F = 2Sd, қайда F - Ньютон күші (N), С. - Ньютондағы метрлік беттік керілу (Н / м), d - бұл экспериментте қолданылатын иненің ұзындығы. Беттік керілуді мына теңдіктен өрнектейік: S = F / 2d.
- Тәжірибе соңында күш есептелетін болады.
- Тәжірибені бастамас бұрын, иненің ұзындығын метрмен өлшеу үшін сызғышты қолданыңыз.
2 Кішкене рокер қолын жасаңыз. Бұл экспериментте рокер қолы мен су бетінде қалқып тұратын кішкентай ине қолданылады.Рокер қолының құрылысын мұқият қарастырған жөн, өйткені нәтиженің дәлдігі осыған байланысты. Сіз әртүрлі материалдарды пайдалана аласыз, ең бастысы - қатты нәрседен көлденең жолақ жасау: ағаштан, пластиктен немесе қалың картоннан.
- Штанганың ортасын анықтаңыз (мысалы, сабан немесе пластикалық сызғыш) және осы жерде тесік бұрғылау немесе тесу; бұл еркін айналатын тіректің тірегі болады. Егер сіз пластикалық сабанды қолдансаңыз, оны түйреуішпен немесе шегемен тесіңіз.
- Ортадан бірдей қашықтықта болатындай етіп, тіреуіштің ұштарына тесіктер бұрғылаңыз немесе тесіңіз. Жіптерді салмақ шыныаяқ пен инені ілу үшін тесіктерден өткізіңіз.
- Қажет болса, сәулені көлденең ұстау үшін кітапты немесе басқа қатты заттармен тіреу. Ортаға бекітілген шеге немесе таяқшаның айналасында тірек еркін айналуы қажет.
3 Алюминий фольгасының бір бөлігін алып, оны қорапқа немесе табаққа салыңыз. Бұл табақтың кәдімгі шаршы немесе дөңгелек пішіні болуы міндетті емес. Сіз оны сумен немесе басқа салмақпен толтырасыз, сондықтан оның салмақты көтере алатынына көз жеткізіңіз.
- Қаңылтыр фольга қорабын немесе табақты штанганың бір шетіне іліңіз. Табақтың шетінен кішкене тесіктер жасаңыз және тарелка штангаға ілінетін етіп тесіңіз.
4 Штанганың екінші ұшынан ине немесе қағаз қыстырғышын көлденең етіп іліңіз. Штанганың екінші ұшынан ілініп тұрған жіпке көлденеңінен инені немесе қыстырғышты байлаңыз. Эксперимент сәтті болуы үшін инені немесе қағаз қыстырғышты дәл көлденеңінен орналастыру қажет.
5 Алюминий фольга контейнерін теңестіру үшін барға пластилин сияқты бірдеңе қойыңыз. Экспериментті бастамас бұрын, тіреуіштің көлденең орналасуын қамтамасыз ету қажет. Фольга табақшасы инеден ауыр, сондықтан табақтың бүйіріндегі штанга төмен түседі. Жолақтың қарама -қарсы жағына пластилинді көлденең етіп бекітіңіз.
- Бұл теңдестіру деп аталады.
6 Ілінетін инені немесе қыстырғышты су ыдысына салыңыз. Бұл қадам инені су бетіне орналастыру үшін қосымша күш қажет болады. Иненің суға батып кетпеуін қадағалаңыз. Контейнерге су құйыңыз (немесе бетінің керілуінің белгісіз басқа сұйықтығы) және оны иненің тікелей сұйықтық бетінде болатындай етіп ілулі иненің астына қойыңыз.
- Инені ұстайтын арқан орнында қалатынына және жеткілікті тығыз екеніне көз жеткізіңіз.
7 Бірнеше түйреуішті немесе аз мөлшердегі су тамшыларын аз мөлшерде өлшеңіз. Рокердегі алюминий табаққа бір түйреуіш немесе бір тамшы су қосасыз. Бұл жағдайда иненің су бетінен қандай салмақта түсетінін нақты білу қажет.
- Түйреуіштердің немесе су тамшыларының санын санап, өлшеңіз.
- Бір түйреуіш немесе су тамшысының салмағын анықтаңыз. Ол үшін жалпы салмақты түйреуіштер немесе тамшылар санына бөліңіз.
- 30 түйреуіштің салмағы 15 грамм делік, содан кейін 15/30 = 0,5, яғни бір түйреуіштің салмағы 0,5 грамм.
8 Алюминий фольга табақшасына ине су бетінен шыққанша бір -бірден түйреуіштерді немесе су тамшыларын қосыңыз. Бір түйреуішті немесе бір тамшы суды біртіндеп қосыңыз. Келесі салмақ көтерілгеннен кейін судан шығатын сәтті жіберіп алмау үшін инені мұқият қадағалаңыз. Ине сұйықтық бетінен шыққаннан кейін түйреуіштерді немесе су тамшыларын қосуды тоқтатыңыз.
- Бардың қарама -қарсы жағындағы иненің су бетінен шығуына себеп болған түйреуіштер мен су тамшыларының санын есептеңіз.
- Нәтижені жазыңыз.
- Дәлірек нәтиже алу үшін экспериментті бірнеше рет (5 немесе 6) қайталаңыз.
- Алынған нәтижелердің орташа мәнін есептеңіз. Ол үшін барлық эксперименттерге түйреуіштер мен тамшылардың санын қосып, жиынтығын эксперименттер санына бөліңіз.
9 Түйреуіштердің санын беріктікке айналдырыңыз. Ол үшін грамм санын 0,00981 N / г көбейту керек. Беттің керілуін есептеу үшін инені судың бетінен көтеру үшін қажет күшті білу қажет. Күшті анықтау үшін түйреуіштердің салмағын алдыңғы қадамда санағандықтан, бұл салмақты 0,00981 N / г көбейту қажет.
- Табақтағы түйреуіштердің санын бір түйреуіштің салмағына көбейтіңіз. Мысалы, егер сіз әрқайсысының салмағы 0,5 грамм болатын 5 түйреуішті салсаңыз, олардың жалпы салмағы 0,5 грамм / түйреуіш = 5 х 0,5 = 2,5 грамм.
- Грам санын 0,00981 N / г коэффициентіне көбейтіңіз: 2,5 x 0,00981 = 0,025 Н.
10 Бұл мәндерді теңдеуге қосыңыз және іздеген мәнді табыңыз. Эксперимент кезінде алынған нәтижелерді беттік керілуді анықтау үшін қолдануға болады. Тек табылған мәндерді қосыңыз және нәтижені есептеңіз.
- Айталық, жоғарыдағы мысалда иненің ұзындығы 0,025 метр. Мәндерді теңдеуге қойып, біз мынаны аламыз: S = F / 2d = 0.025 N / (2 x 0.025) = 0.05 N / m. Осылайша, сұйықтың беттік керілуі 0,05 Н / м құрайды.

3 -ші әдіс 2: капиллярлық әсер арқылы

1 Капиллярлық әсер туралы біліңіз. Капиллярлық құбылыстарды түсіну үшін алдымен адгезия мен біріктіру күштерімен танысу керек. Адгезия сұйықтықтың шыны сияқты қатты бетке жабысуына әкеледі. Біріктіру күшінің әсерінен сұйықтық молекулалары бір -біріне тартылады.Адгезия мен когезия күштерінің біріккен әрекеті сұйықтықтың жұқа түтіктерде көтерілуіне әкеледі.
- Түтіктегі сұйықтың көтерілу биіктігінен осы сұйықтың беттік керілуін есептеуге болады.
- Біріккен күштер бетінде көпіршіктер мен тамшылардың пайда болуына әкеледі. Сұйықтық ауамен жанасқанда, сұйықтық молекулалары бір -біріне тартылып, нәтижесінде көпіршік пайда болады.
- Адгезия менискустың пайда болуына әкеледі, ол сұйықтың шыны қабырғаларымен жанасу нүктелерінде байқалады. Менискустың ойыс пішіні жалаңаш көзге көрінеді.
- Капиллярлық әсердің мысалы - стақан суға салынған сабандағы сұйықтықтың көтерілуі.
2 Беттік керілуді анықтайтын теңдеуді жазыңыз. Беттік керілу келесі түрде есептеледі: S = (gahga / 2), қайда С. - беттік керілу, ρ - зерттелетін сұйықтықтың тығыздығы; с - құбырдағы сұйықтықтың биіктігі; g - сұйықтыққа әсер ететін ауырлық әсерінен ауырлық үдеуі (9,8 м / с), а - капиллярлық түтіктің радиусы.
- Деректерді осы теңдеуге ауыстырғанда олардың метрикалық бірліктермен көрсетілгеніне көз жеткізіңіз: тығыздығы кг / м, биіктігі мен радиусы метрмен, м / с ауырлық күшінің әсерінен үдеу.
- Егер сұйықтықтың тығыздығы алдын ала берілмесе, оны анықтамалықтан табуға болады немесе тығыздық = масса / көлем формуласы бойынша есептеуге болады.
- Беттік керілу бір метрге Ньютонмен өлшенеді (N / m). Ньютон 1 кг * м / с -қа тең. Өлшем бірліктерін дербес анықтау үшін оларды тек сандық мәндерсіз теңдеуге ауыстырыңыз: S = кг / м * м * м / с * м. Егер біз санағыш пен бөлгіште екі метрді кішірейтсек, 1 кг * м / с / м, яғни 1 Н / м.
3 Ыдысқа бетінен белгісіз сұйықтық құйыңыз. Таяз табақты немесе тостағанды алыңыз да, оның түбін 2-3 сантиметрге жабатындай етіп сұйықтық құйыңыз. Сұйықтықтың мөлшері маңызды емес, ең бастысы оның капиллярлық түтікте қаншалықты көтерілетіні анық көрінеді.
- Егер сіз әр түрлі сұйықтықтармен тәжірибе жасағыңыз келсе, пластинаны басқа сұйықтық құймастан бұрын мұқият тазалап кептіріңіз немесе әр уақытта басқа ыдысты қолданыңыз.
4 Сұйықтыққа таза, жұқа түтікті батырыңыз. Бұл түтіктегі сұйықтық көтерілу биіктігінен сіз беттің керілуін анықтайсыз.Түтікті ашық ұстаңыз, осылайша ыдыстағы сұйықтық деңгейінен қаншалықты жоғары көтерілетінін анық көре аласыз. Сонымен қатар, түтіктің тұрақты радиусы болуы керек.
- Радиусты өлшеу үшін түтіктің жоғарғы жағына сызғышты қойып, диаметрін анықтаңыз. Содан кейін диаметрді 2 -ге бөліңіз, сонда сіз радиусты табасыз.
5 Сұйықтық пластинадағы деңгейден жоғары көтерілгенін өлшеңіз. Сызғыштың шетін науадағы сұйықтық бетіне жылжытыңыз және сұйықтықтың құбырда қаншалықты жоғары көтерілгенін анықтаңыз. Түтіктегі су көтеріледі, себебі беткі кернеудің көтеру күші тартылыс күшінен асып түседі.
6 Бұл мәндерді теңдеуге қосыңыз және есептеулерді жасаңыз. Барлық қажетті мәндерді анықтағаннан кейін, оларды теңдеуге қосыңыз және беттің керілуін табыңыз. Дұрыс нәтиже алу үшін барлық мәндерді көрсеткіш бірліктеріне түрлендіруді ұмытпаңыз.
- Судың беттік керілуін өлшеп жатырмыз делік. Судың тығыздығы шамамен 1 кг / м3 құрайды (бұл мысалда біз шамамен мәндерді қолданамыз). Ауырлық күшінің әсерінен үдеу 9,8 м / с құрайды. Түтіктің радиусы 0,029 м болсын, ал су 0,5 м биіктікке көтерілген болсын.Судың беткі кернеуі қандай?
- Алынған мәндерді теңдеуге қойып, мынаны алыңыз: S = (ρhga / 2) = (1 x 9,8 x 0,029 x 0,5) / 2 = 0,1421 / 2 = 0,071 Дж / м.

3 -ші әдіс 3: Монетаның көмегімен салыстырмалы беттік керілуді қалай анықтауға болады

1 Сізге қажет нәрсенің бәрін жинаңыз. Бұл эксперимент үшін сізге тамшы, құрғақ тиын, су, кішкене ыдыс, ыдыс жууға арналған сұйықтық, өсімдік майы мен сүлгі қажет болады. Мұның бәрін үйде табуға немесе жергілікті дүкеннен сатып алуға болады. Сіз сабынсыз және өсімдік майынсыз жасай аласыз, бірақ салыстыру үшін сізге бірнеше түрлі сұйықтық қажет.
- Тәжірибені бастамас бұрын монетаның таза және құрғақ екеніне көз жеткізіңіз. Егер сіз дымқыл монетаны қолдансаңыз, дәл емес нәтиже аласыз.
- Бұл эксперимент беттік керілуді есептеуге мүмкіндік бермейді, оны әр түрлі сұйықтықтардың беттік керілуін салыстыру үшін ғана қолдануға болады.
2 Монетаның бетіне бір уақытта бір тамшы сұйықтық тамызыңыз. Монетаны сүлгіге немесе ылғалдануға қауіпсіз басқа бетке қойыңыз. Пипеткаға бірінші сұйықтықты алыңыз, содан кейін монетаға бір тамшысын баяу жағыңыз. Бұл әрекетті орындау кезінде тамшыларды санаңыз. Монетаның сыртына сұйықтық ағып кеткенше жалғастырыңыз.
- Сұйықтың монетадан тыс жерге қанша тамшы кеткенін жазыңыз.
3 Бұл процедураны әр түрлі сұйықтықтармен қайталаңыз. Сұйықтықты ауыстырған сайын тиынды тазалаңыз және құрғатыңыз. Сондай -ақ, монета салынған бетті құрғатыңыз. Әр түрлі пипеткаларды қолданыңыз немесе жаңа эксперимент алдында тамшуырды тазалаңыз.
- Суға ыдыс жуатын сабынды қосып көріңіз, содан кейін тиынға су тамызыңыз және бетінің керілуінің өзгеретінін көріңіз.
4 Монетаны толтыру үшін әр түрлі сұйықтықтарға қажет тамшылардың санын салыстырыңыз. Нәтижелердің дұрыстығын білу үшін экспериментті сол сұйықтықпен бірнеше рет қайталауға тырысыңыз. Нәтижелердің орташа мәні: Әр түрлі эксперименттердегі тамшылардың санын қосыңыз және жалпы санын эксперименттер санына бөліңіз. Монетаны толтыру үшін әр түрлі сұйықтықтарға қанша тамшы қажет болғанын жазыңыз.
- Монетаны толтыру үшін неғұрлым көп сұйықтық тамшылары қажет болса, бұл сұйықтықтың беткі кернеуі соғұрлым жоғары болады.
- Ыдыс жууға арналған жуғыш зат судың беттік керілуін төмендетеді; қосу монетаны толтыру үшін аз тамшыларды қажет етеді.