ГДЗ Физика 10 класс Касьянов, номер Лаб. 7

Лаб. Изучение капиллярных явлений, обусловленных поверхностным натяжением жидкости

Лабораторная работа 7. Изучение капиллярных явлений, обусловленных поверхностным натяжением жидкости.

Цель работы: разработать способ оценки среднего диаметра капилляров в гигроскопических материалах; сравнить эти величины в разных случаях.

Оборудование: сосуд с подкрашенной водой, полоска фильтровальной бумаги размером 120 × 10 мм, полоска хлопчатобумажной ткани размером 120 × 10 мм, измерительная линейка.

Порядок выполнения: 1) полосками фильтровальной бумаги и ткани одновременно прикоснуться к поверхности подкрашенной воды (рис. 358) и наблюдать подъём воды; 2) когда подъём прекратится, вынуть полоски и измерить высоты $h_{1}$ и $h_{2}$ подъёма воды; 3) принять $Δ h_{1} = Δ h_{2} = 2$ мм; 4) рассчитать диаметр капилляров по формуле (4) $D = \frac{4 σ}{ρ g h}$ , для воды $σ \pm Δ σ = (7, 3 \pm 0, 05) \cdot 1 0^{- 2}$ Н/м; 5) рассчитать абсолютные погрешности $Δ D_{1} = D_{1} (\frac{Δ σ}{σ} + \frac{Δ h _{1}}{h _{1}})$ , $Δ D_{2} = D_{2} (\frac{Δ σ}{σ} + \frac{Δ h _{2}}{h _{2}})$ (погрешностями $Δ g$ и $Δ ρ$ пренебречь); 6) записать $D_{1} \pm Δ D_{1}$ , $D_{2} \pm Δ D_{2}$ .

Решение

Теория. Вода смачивает материал и поднимается по капилляру, пока сила поверхностного натяжения не уравновесится силой тяжести столба воды: (формула ()). Сила поверхностного натяжения по контуру мениска , масса столба (формулы (), ()). Из равенства получаем диаметр капилляра

Чем выше поднялась вода, тем тоньше капилляры.

Пример измерений (числа типичные, у вас будут немного другими): в фильтровальной бумаге вода поднялась на мм м, в хлопчатобумажной ткани — на мм м. Плотность воды кг/м³, м/с², Н/м, Н/м.

Диаметры капилляров:
Относительная погрешность поверхностного натяжения: . Абсолютные погрешности:
Результаты:

Вывод. Вода поднимается выше в хлопчатобумажной ткани, поэтому средний диаметр её капилляров меньше, чем у фильтровальной бумаги: . Высота подъёма смачивающей жидкости обратно пропорциональна диаметру капилляра, и по ней можно оценить диаметр пор гигроскопичных материалов.

Ответ

Пример измерений: мм, мм; мм (фильтровальная бумага), мм (ткань) — в ткани капилляры тоньше.

Помогло?

Номер Лаб. 7 ГДЗ Физика 10 класс, Касьянов 2025, страница 457