Báo cáo thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng | Hay nhất Giải bài tập Vật Lí lớp 11 nâng cao.

Báo cáo thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng | Hay nhất Giải bài tập Vật Lí lớp 11 nâng cao.




Bài 57: Thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng

Báo cáo thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng

Quảng cáo

Quý khách đang xem: Báo cáo thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng | Hay nhất Giải bài tập Vật Lí lớp 11 nâng cao.

Họ và tên:…………………………….. Lớp:…………. Ngày:…………….

Tên bài thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng.

I. Mục đích

– Khảo sát hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng và đo hệ số căng bề mặt của nước xà phòng và bề mặt của nước cất.

– Rèn luyện kĩ năng sử dụng các dụng cụ đo: cân đòn, lực kế và thước kẹp.

II. Cơ sở lý thuyết

Mặt thoáng của chất lỏng luôn có các lực căng, theo phương tiếp tuyến với mặt thoáng. Những lực căng này làm cho mặt thoáng của chất lỏng có khuynh hướng co lại đến diện tích nhỏ tuổi nhất. Chúng được gọi là những lực căng bề mặt (hay còn gọi là lực căng mặt ngoài) của chất lỏng.

Quảng cáo

a) Phương án 1: Xác định hệ số căng bề mặt của nước xà phòng.

Khi có màng xà phòng nằm giữa thanh AB có chiều dài l và mặt thoáng khối nước xà phòng, do công dụng của lực căng bề mặt lên thanh, đòn cân đang nằm thăng bằng sẽ bị lệch về phía khung dây thép. Để thanh cân bằng ta móc các gia trọng có khối lượng m lên quang treo. Khi đó hệ số căng bề mặt của nước xà phòng được xác định theo công thức: Báo cáo thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng | Hay nhất Giải bài tập Vật Lí lớp 11 nâng cao.

b) Phương án 2: Xác định hệ số căng bề mặt của nước cất.

Nhúng đáy vòng chạm vào mặt chất lỏng, rồi kéo lên mặt thoáng. Khi đáy vòng vừa được nâng lên trên mặt thoáng, nó không bị bứt ngay ra khỏi chất lỏng: một màng chất lỏng xuất hiện, bám quanh chu vi ngoài và chu vi trong của vòng, có khuynh hướng kéo vòng vào chất lỏng. Lực Fc do màng chất lỏng công dụng vào vòng đúng bằng tổng lực căng bề mặt của chất lỏng tính năng lên chu vi ngoài và chu vi trong của vòng.

Do vòng bị chất lỏng dính ướt hoàn toàn, nên khi kéo vòng lên khỏi mặt thoáng và có một màng chất lỏng căng giữa đáy vòng và mặt thoáng, thì lực căng Fc có cùng phương chiều với trọng lực P của vòng. Giá trị lực F đo được trên lực kế bằng tổng của hai lực này:

F = Fc + P

Đo P và F ta xác định được lực căng bề mặt Fc tác dụng lên vòng.

Gọi L1 là chu vi ngoài và L2 là chu vi trong của chiếc vòng, ta tính được hệ số căng bề mặt σ của chất lỏng ở nhiệt độ nghiên cứu theo công thức:

Báo cáo thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng | Hay nhất Giải bài tập Vật Lí lớp 11 nâng cao.

Ở đây D và d là đường kính ngoài và đường kín đáoh trong của vòng.

III. Phương án thí nghiệm

a) Phương án 1:

* Dụng cụ thí nghiệm:

    + Cân đòn và các gia trọng có khối lượng 0,1 g và 0,01 g. Kẹp nhỏ tuổi để treo gia trọng.

    + Hai khung dây thép inox được uốn thành dạng ở hình 57.1 SGK, có chiều dài cạnh AB lần lượt là l1 = 5cm và l2 = 10 cm.

Xem nhiều hơn: [2021 Updated] Avast Premier License File & License key by FLK

    + Khung dây thép làm quang treo, cốc nước xà phòng, khúc gỗ để đặt cốc nước xà phòng.

* Tiến trình thí nghiệm.

    + Đặt cốc nước xà phòng lên khúc gỗ và sau đó treo khung có chiều dài cạnh AB l1 = 5cm vào đầu bên trái đòn cân sao cho một phần ngập trong nước và thanh AB cách mặt thoáng khối nước từ 1 đến 2 cm.

    + Móc các gia trọng lên quang treo và vặn các ốc vi chỉnh thăng bằng ở hai đầu đòn cân để đòn cân nằm thăng bằng.

    + Nâng cốc lên sao cho thanh AB ngập trong xà phòng, rồi hạ cốc về vị trí ban đầu để tạo một màng xà phòng nằm giữa thanh AB và mặt thoáng khối nước.

    + Móc thêm các gia trọng lên quang treo để đưa đòn cân trở về nằm thăng bằng. Ghi các giá trị khối lượng m1 của các gia trọng đã móc thêm vào phiên bảng số liệu.’

    + Lặp lại thêm các bước thí nghiệm trên hai lần

    + Lấy g = 9,8m/s2, tính σ, σ và Δσ.

    + Lặp lại các bước thí nghiệm với khung có chiều dài thanh AB là l2 = 10 cm.

b) Phương án 2:

* Dụng cụ thí nghiệm.

    + Lực kế có GHĐ 0,1N có độ chia nhỏ tuổi nhất 0,001N.

    + Vòng kim loại (nhôm) có dây treo.

    + Hai cốc nhựa A, B đựng nước, nối xãg nhau bằng một ống cao su Silicon.

    + Thước kẹp có độ chia bé dại nhất 0,05mm, giới hạn đo 150mm.

    + Giá treo có cơ cấu nâng hạ cốc đựng chất lỏng.

* Tiến trình thí nghiệm.

    + Dùng thước kẹp đo 3 lần đường bí mậth ngoài và trong, rồi tính chu vi ngoài L1, chu vi trong L2 của đáy vòng và ghi vào bảng số liệu các giá trị tính được. Tính L1, ΔL1L2, ΔL2.

    + Treo lực kế vào thanh ngang của giá đỡ và móc nó vào đầu dây treo vòng để xác định trọng lượng P của vòng.

    + Hạ lực kế xuống thấp dần sao cho đáy vòng nằm trên mặt thoáng khối nước ở cốc A. Hạ thong thả cốc nước B xuống phía dưới cho tới khi vòng bị bứt ra khỏi mặt thoáng khối nước ở cốc A. Đọc trên lực kế và ghi các giá trị F1.

    + Nâng cốc nước B sao cho đáy vòng lại nằm trên mặt thoáng khối nước ở cốc A.

    + Lặp lại thêm bước thí nghiệm hai lần.

    + Tính và ghi vào bảng số liệu các giá trị lực căng bề mặt.

    + Tính σ và Δσ.

IV. Kết quả thí nghiệm

a) Phương án 1: Xác định hệ số căng bề mặt của nước xà phòng.

* Trường hợp chiều dài cạnh AB l1 = 5 cm.

Bảng 57.1

Lần thí nghiệm Khối lượng m của các gia trọng được móc thêm (kg) Hệ số căng bề mặt σ của nước xà phòng (N/m)
1 0,32.10-3 0,0314
2 0,34.10-3 0,0333
3 0,29.10-3 0,0284

Ta có:

Báo cáo thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng | Hay nhất Giải bài tập Vật Lí lớp 11 nâng cao.

Vậy: σ = σ ± Δσ = 0,0310 ± 0,00245 N/m2.

* Trường hợp chiều dài cạnh AB l2 = 10 cm.

Bảng 57.2

Lần thí nghiệm Khối lượng m của các gia trọng được móc thêm (kg) Hệ số căng bề mặt σ của nước xà phòng (N/m)
1 0,59.10-3 0,0289
2 0,62.10-3 0,0304
3 0,57.10-3 0,0279

Ta có:

Báo cáo thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng | Hay nhất Giải bài tập Vật Lí lớp 11 nâng cao.

Vậy: σ = σ ± Δσ = 0,0290 ± 0,00125 N/m2.

b) Phương án 2: Xác định hệ số căng bề mặt của nước cất.

Bảng 57.3: Kết quả đo đường kính trong và đường kính ngoài của vòng nhôm

Độ chia nhỏ dại nhất của thước kẹp: 0,05mm
Lần đo D (mm) ΔD (mm) d (mm) Δd (mm)
1 51,5 0,16 50,03 0,004
2 51,6 0,06 50,02 0,006
3 51,78 0,12 50,03 0,004
4 51,7 0,04 50,02 0,006
5 51,7 0,04 50,03 0,004
Giá trị trung bình 51,66 0,08 50,03 0,005

Bảng 57.4: Kết quả đo lực căng bề mặt

Độ chia nhỏ dại nhất của lực kế: 0,001N
Lần đo P (N) F(N) Fc = F – P (N) ΔFc (N)
1 0,047 0,061 0,014 0,001
2 0,046 0,061 0,015 0
3 0,046 0,062 0,016 0,001
4 0,047 0,062 0,015 0
5 0,046 0,060 0,014 0,001
Giá trị trung bình 0,0464 0,0612 0,015 0,0006

1. Giá trị trung bình của hệ số căng bề mặt của nước:

Báo cáo thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng | Hay nhất Giải bài tập Vật Lí lớp 11 nâng cao.

Xem nhiều hơn: Chia sẻ cách thoát khỏi chế độ Fastboot Xiaomi đơn giản

2. Tính sai số tỉ đối của phép đo:

Báo cáo thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng | Hay nhất Giải bài tập Vật Lí lớp 11 nâng cao.

Trong đó:

ΔFc = ΔFc——+ 2ΔF’ (ΔF’ là sai số dụng cụ của lực kế, lấy bằng một nửa độ chia nhỏ dại nhất của lực kế → ΔF’ = 0,001/2 = 0,0005)

ΔD = ΔD——+ ΔD’; Δd = Δd——+ Δd’ (ΔD’ và Δd’ là sai số dụng cụ của thước kẹp, lấy bằng một nửa độ chia bé dại nhất của thước kẹp → ΔD’ = Δd’ = 0,05/2 = 0,025 mm)

→ ΔFc = 0,0888806742,0005 = 0,0016

Báo cáo thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng | Hay nhất Giải bài tập Vật Lí lớp 11 nâng cao.

Và ΔD = 0,0888806742,025 = 0,105 mm; Δd = 0,0888806742,025 = 0,03 mm

Báo cáo thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng | Hay nhất Giải bài tập Vật Lí lớp 11 nâng cao.

Như vậy trong trường hợp này ta phải lấy π = 3,1412 để cho Báo cáo thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng | Hay nhất Giải bài tập Vật Lí lớp 11 nâng cao., khi đó ta có thể bỏ qua Báo cáo thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng | Hay nhất Giải bài tập Vật Lí lớp 11 nâng cao..

Báo cáo thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng | Hay nhất Giải bài tập Vật Lí lớp 11 nâng cao.

3. Tính sai số tuyệt đối của phép đo:

Δσ = σ.δσ = 0,0888806742,6833% = 0,005.

4. Viết kết quả xác định hệ số căng bề mặt của nước:

σ = σ ± Δσ = 0,0468 ± 0,005 (N/m).

Nhận xét: Hệ số căng bề mặt trong thí nghiệm thường nhỏ dại hơn giá trị thực tế trong SGK (σ = 0,073 N/m) vì trong SGK làm thí nghiệm ở môi trường lí tưởng nước cất, còn trong phòng thí nghiệm độ tinh khiết của nước và của vòng nhôm không lí tưởng, có sai số trong quá trình đo. Ngoài ra σ còn phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường.

Quảng cáo

Các bài giải Lý 10 nâng cao bài 57 chương 7 khác:

Trả lời Câu hỏi (trang 284)

  • Câu 1 (trang 284 sgk Vật Lí 10 nâng cao): Ở phương án 1, có thể dùng lực kế ở…

  • Câu 2 (trang 284 sgk Vật Lí 10 nâng cao): Ở phương án 2, có thể không dùng lực kế…

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

Ngân hàng trắc nghiệm lớp 10 tại khoahoc.vietjack.com

  • Hơn 7500 câu trắc nghiệm Toán 10 có đáp án
  • Hơn 5000 câu trắc nghiệm Hóa 10 có đáp án chi tiết
  • Gần 4000 câu trắc nghiệm Vật lý 10 có đáp án

CHỈ CÒN 250K 1 KHÓA HỌC BẤT KÌ, VIETJACK HỖ TRỢ DỊCH COVID

Tổng hợp các video dạy học từ các giáo viên giỏi nhất – CHỈ TỪ 199K cho teen 2k5 tại khoahoc.vietjack.com

Đã có app VietJack trên máy tính bảng, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng….miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.

Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k5: fb.com/groups/hoctap2k5/

Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:

Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận lâu dài.


bai-57-thuc-hanh-xac-dinh-he-so-cang-be-mat-cua-chat-long.jsp



Nguồn gốc: https://danhgiaaz.com
danh mục: Kinh nghiệm – Hướng dẫn

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *