Lý 10 Bài 40: Thực Hành: Xác định Hệ Số Căng Bề Mặt Của Chất Lỏng

https://www.elib.vn/hoc-tap/

1. Trang chủ
2. Học tập
3. Bài học
4. Bài học lớp 10

Lý 10 Bài 40: Thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng (6) 218 lượt xem Share

Cách xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng như thế nào? Để hiểu rõ về cách xác định, eLib xin chia sẻ bài học dưới đây. Hi vọng với kiến thức trọng tâm và hướng dẫn trả lời các câu hỏi chi tiết, đây sẽ là tài liệu giúp các bạn học tập tốt hơn. Chúc các em học tốt!

Mục lục nội dung

1. Tóm tắt lý thuyết

1.1. Mục đích thí nghiệm

1.2. Dụng cụ thí nghiệm

1.3. Cơ sở lý thuyết

2. Báo cáo thực hành

3. Luyện tập

4. Kết luận

1. Tóm tắt lý thuyết

1.1. Mục đích thí nghiệm

- Kiến thức: Cách đo được lực căng bề mặt của nước tác dụng lên một chiếc vòng kim lọai nhúng chạm vào trong nước, từ đó xác định hệ số căng bề mặt của nước ở nhiệt độ phòng.

- Kĩ năng :

• Biết cách sử dụng thước cặp để đo độ dài chu vi vòng tròn.
• Biết cách dùng lực kế nhạy (thang đo 0,1N), thao tác khéo léo để đo được chính xác giá trị lực căng tác dụng vào vòng.
• Tính hệ số căng bề mặt và xác định sai số của phép đo.

1.2. Dụng cụ thí nghiệm

- Chiếc vòng nhôm dùng trong thí nghiệm này là loại vật rắn có tính dính ướt hoàn toàn đối với chất lỏng cần nghiên cứu (nước). Trước khi đo cần lau sạch các chất bẩn bám vào mặt vòng, để có kết quả đo chính xác.

- Thước kẹp dùng đo chu vi ngoài và chu vi trong của chiếc vòng.

+ Thước kẹp: gồm thước chính và du xích.

• Đọc phần chính (trên thước chính);
• Đọc phần lẽ: vạch trùng x độ chia nhỏ nhất(trên du xích);
• Kết quả: phần chính + phần lẻ.

1.3. 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 nhất. Chúng được gọi là những lực căng bề mặt (hay còn gọi là lực căng mặt ngoài) của chất lỏng.

• Có nhiều phương pháp đo lực căng bề mặt. Trong bài này ta dùng một lực kế nhạy (loại 0,1N), treo một chiếc vòng bằng nhôm có tính dính ướt hoàn toàn đối với chất lỏng cần đo.

• 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 \(F_c\) do màng chất lỏng tác dụng vào vòng đúng bằng tổng lực căng bề mặt của chất lỏng tác dụng 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 \(F_c\) 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 = \(F_c\) + P

• Đo P và F ta xác định được c \(F_c\) tác dụng lên vòng.

• Gọi \(L_1\) là chu vi ngoài và \(L_2\) là chu vi trong của chiếc vòng, ta tính được hệ số căng bề mặt \(\sigma\) của chất lỏng ở nhiệt độ nghiên cứu theo công thức: \(\sigma =\frac{F_c}{L_1+L_2}=\frac{F-P}{\pi (D+d)}\)

• Trong đó : D và d là đường kính ngoài và đường kính trong của vòng.

2. Báo cáo thực hành

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

\(\begin{array}{l} \overline \sigma = \frac{{{\sigma _1} + {\sigma _2} + {\sigma _3}}}{3}\\ = \frac{{0,0314 + 0,0333 + 0,0284}}{3}\\ = 0,0310\,N.{m^2}\\ \Delta \sigma = \frac{{{\sigma _{max}} - {\sigma _{\min }}}}{2}\\ = \frac{{0,0333 - 0,0284}}{2}\\ = 0,00245\,N/{m^2} \end{array} \)

Vậy: σ = \(\overline \sigma \) ± Δσ = 0,0310 ± 0,00245 N/m2.

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

Bảng 57.2

Ta có:

\(\begin{array}{l} \overline \sigma = \frac{{{\sigma _1} + {\sigma _2} + {\sigma _3}}}{3}\\ = \frac{{0,0289 + 0,0304 + 0,0279}}{3}\\ = 0,0290\,N.{m^2}\\ \Delta \sigma = \frac{{{\sigma _{max}} - {\sigma _{\min }}}}{2}\\ = \frac{{0,0304 - 0,0279}}{2}\\ = 0,00125\,N/{m^2} \end{array}\)

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

Bảng 57.4: Kết quả đo lực căng bề mặt

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

\(\begin{array}{l} \overline \sigma = \frac{{\overline {{F_c}} }}{{\pi (\overline D + \overline d )}}\\ = \frac{{0,015}}{{3,1412 + ({{51,66.10}^{ - 3}} + {{50,33.10}^{ - 3}})}}\\ = 0,0468\,N/m \end{array} \)

2. Tính sai số tỉ đối của phép đo:

\(\delta \sigma = \frac{{\Delta \sigma }}{{\overline \sigma }} = \frac{{\Delta {F_c}}}{{{F_c}}} + \frac{{\Delta \pi }}{\pi } + \frac{{\Delta D + \Delta d}}{{\overline D + \overline d }} \)

Trong đó:

ΔFc = \(\overline {\Delta {F_c}} \)+ 2ΔF’ (ΔF’ là sai số dụng cụ của lực kế, lấy bằng một nửa độ chia nhỏ nhất của lực kế → ΔF’ = 0,001/2 = 0,0005)

ΔD = \(\overline {\Delta {D}} \)+ ΔD’; Δd = \(\overline {\Delta {d}} \)+ Δd’ (ΔD’ và Δd’ là sai số dụng cụ của thước kẹp, lấy bằng một nửa độ chia nhỏ nhất của thước kẹp → ΔD’ = Δd’ = 0,05/2 = 0,025 mm)

→ ΔFc = 0,0006 + 2. 0,0005 = 0,0016

\(\frac{{\Delta F}}{{\overline {{F_c}} }} = \frac{{0,0016}}{{0,015}} = 10,67\% \)

Và ΔD = 0,08 + 0,025 = 0,105 mm; Δd = 0,005 + 0,025 = 0,03 mm

\( \Rightarrow \frac{{\Delta D + \Delta d}}{{\overline D + \overline d }} = \frac{{0,105 + 0,03}}{{51,66 + 50,03}} = 0,133\% \)

Như vậy trong trường hợp này ta phải lấy π = 3,1412 để cho \(\frac{{\Delta \pi }}{\pi } < 0,0133\% \), khi đó ta có thể bỏ qua \(\frac{{\Delta \pi }}{\pi } \).

\(\begin{array}{l} \Rightarrow \delta \sigma = \frac{{\Delta F}}{{\overline {{F_c}} }} + \frac{{\Delta \pi }}{\pi } + \frac{{\Delta D + \Delta d}}{{\overline D + \overline d }}\\ = 10,67\% + 0,0133\% = 10,6833\% \end{array} \)

3. Tính sai số tuyệt đối của phép đo:

Δσ = \({\overline \sigma } \).δσ = 0,0468.10,6833% = 0,005.

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

σ = \({\overline \sigma } \) ± Δσ = 0,0468 ± 0,005 (N/m).

Nhận xét: Hệ số căng bề mặt trong thí nghiệm thường nhỏ 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.

3. Luyện tập

Câu 1: Mô tả hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng. Nói rõ phương, chiều của lực căng bề mặt?

Câu 2: Trình bày thí nghiệm xác định chất lỏng theo phương pháp kéo vòng kim loại bứt ra khỏi bề mặt của chất lỏng đó.

Câu 3: Viết công thức xác định độ lớn của lực căng bề mặt của chất lỏng. Hệ số căng bề mặt phụ thuộc những yếu tố nào của chất lỏng?

Câu 4: Một khối gỗ hình trụ có khối lượng 20 g đặt nổi trên mặt nước, trục của khối gỗ nằm thẳng đứng. Đường kính tiết diện của khối gỗ d =10 mm; nước dings ướt hoàn toàn gỗ. Cho khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m3 và hệ số căng bề mặt của nước là 0,072 N/m; lấy g = 9,8 m/s2. Độ ngập của khối gỗ trong nước là bao nhiêu?

4. Kết luận

Vậy là chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu xong bài học Thực hành Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như:

• Biết cách sử dụng thước để đo độ dài chu vi vòng tròn.

• Biết cách dùng lực kế nhạy (thang đo 0,1 N), thao tác khéo léo để đo được chính xác giá trị lực căng tác dụng vào vòng .

• Tính hệ số căng bề mặt và xác định sai sô của phép đo.

• Tham khảo thêm

• doc Lý 10 Bài 34: Chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình
• doc Lý 10 Bài 35: Biến dạng cơ của vật rắn
• doc Lý 10 Bài 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn
• doc Lý 10 Bài 37: Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng
• doc Lý 10 Bài 38: Sự chuyển thể của các chất
• doc Lý 10 Bài 39: Độ ẩm của không khí

(6) 218 lượt xem Share Ngày:25/08/2020 Chia sẻ bởi:Nhi TẢI VỀ XEM ONLINE Bài giảng Lý 10 Chất Rắn Và Chất Lỏng. Sự Chuyển Thể Chương 7 Lý 10 Vật lý 10

CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM

• Sinh học 7 Bài 63: Ôn tập
• Chương trình địa phương (phần tiếng Việt) Ngữ văn 7
• Sinh học 7 Bài 60: Động vật quý hiếm
• Ôn tập phần tiếng Việt (tiếp theo) Ngữ văn 7
• Thư (điện) chúc mừng và thăm hỏi Ngữ văn 9
• Sinh học 7 Bài 59: Biện pháp đấu tranh sinh học
• Công nghệ 7 Ôn tập phần IV: Thủy sản
• Công nghệ 8 Bài 59: Thực hành: Thiết kế mạch điện
• Ôn tập tác phẩm trữ tình (tiếp theo) Ngữ văn 7
• Tổng kết phần văn học (tiếp theo) Ngữ văn 9

Bài học Vật lý 10

Chương 1: Động học chất điểm

• 1 Bài 1: Chuyển động cơ
• 2 Bài 2: Chuyển động thẳng đều
• 3 Bài 3: Chuyển động thẳng biến đổi đều
• 4 Bài 4: Sự rơi tự do
• 5 Bài 5: Chuyển động tròn đều
• 6 Bài 6: Tính tương đối của chuyển động và CT cộng vận tốc
• 7 Bài 7: Sai số của phép đo các đại lượng vật lý
• 8 Bài 8: TH: Khảo sát chuyển động rơi tự do và XĐ gia tốc rơi tự do

Chương 2: Động lực học chất điểm

• 1 Bài 9: Tổng hợp và phân tích lực. Điều kiện cân bằng của chất điểm
• 2 Bài 10: Ba định luật Niu- tơn
• 3 Bài 11: Lực hấp dẫn và Định luật vạn vật hấp dẫn
• 4 Bài 12: Lực đàn hồi của lò xo và Định luật Húc
• 5 Bài 13: Lực ma sát
• 6 Bài 15: Bài toán về chuyển động ném ngang
• 7 Bài 14: Lực hướng tâm
• 8 Bài 16: Thực hành: Xác định hệ số ma sát

Chương 3: Cân bằng và chuyển động của vật rắn

• 1 Bài 17: Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song
• 2 Bài 18: Cân bằng của một vật có trục quay cố định và Momen lực
• 3 Bài 19: Quy tắc hợp lực song song cùng chiều
• 4 Bài 20: Các dạng cân bằng và cân bằng của một vật có mặt chân đế
• 5 Bài 21: CĐ tịnh tiến của VR và CĐ quay của VR quanh một trục cố định
• 6 Bài 22: Ngẫu lực

Chương 4: Các Định Luật Bảo Toàn

• 1 Bài 23: Động lượng và định luật bảo toàn động lượng
• 2 Bài 24: Công và công suất
• 3 Bài 25: Động năng
• 4 Bài 26: Thế năng
• 5 Bài 27: Cơ năng

Chương 5: Chất Khí

• 1 Bài 28: Cấu tạo chất và thuyết động học phân tử chất khí
• 2 Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt và định luật Bôi- lơ- Ma- ri- ốt
• 3 Bài 30: Quá trình đẳng tích và định luật Sác- lơ
• 4 Bài 31: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

Chương 6: Cơ Sở Của Nhiệt Động Lực Học

• 1 Bài 32: Nội năng và sự biến thiên nội năng
• 2 Bài 33: Các nguyên lí của nhiệt động lực học

Chương 7: Chất Rắn Và Chất Lỏng. Sự Chuyển Thể

• 1 Bài 34: Chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình
• 2 Bài 35: Biến dạng cơ của vật rắn
• 3 Bài 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn
• 4 Bài 37: Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng
• 5 Bài 38: Sự chuyển thể của các chất
• 6 Bài 39: Độ ẩm của không khí
• 7 Bài 40: Thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng

Thông báo

× Bạn vui lòng đăng nhập trước khi sử dụng chức năng này Bỏ qua Đăng nhập ATNETWORK ATNETWORK ×