Səth gərginliyini necə ölçmək olar

MəZmun

Addımlar
Metod 1 /3: Rokçu qolu istifadə etmək
Metod 2 /3: Kapilyar təsiri ilə
Metod 3 /3: Bir sikkə istifadə edərək nisbi səth gərginliyini necə təyin etmək olar
Sənə nə lazımdır

Səth gərginliyi bir mayenin cazibə qüvvəsinə müqavimət qabiliyyətini təsvir edir. Məsələn, su molekulları bir -birinə çəkilərkən, cazibə qüvvəsini əks etdirən bir masanın üstündəki su damlacıqlar əmələ gətirir. Su səthində böcəklər kimi daha ağır cisimlərin tutula biləcəyi səth gərginliyindən qaynaqlanır. Səth gərginliyi vahid uzunluğa (m) və ya vahid sahəyə görə enerjiyə bölünən qüvvədə (N) ölçülür. Su molekullarının qarşılıqlı təsir göstərdiyi qüvvə (birləşən qüvvə) gərginlik yaradır və nəticədə su damcıları (və ya digər mayelər) əmələ gəlir. Səth gərginliyi demək olar ki, hər evdə tapılan bir neçə sadə əşya və bir kalkulyatorla ölçülə bilər.

Addımlar

Metod 1 /3: Rokçu qolu istifadə etmək

1 Səth gərginliyi üçün tənliyi yazın. Bu təcrübədə səth gərginliyini təyin etmək üçün tənlik aşağıdakı kimidir: F = 2Sd, harada F - Nyuton qüvvəsi (N), S - metr başına nyutonlarda səth gərginliyi (N / m), d təcrübədə istifadə olunan iynənin uzunluğudur. Bu tənlikdən səthi gərginliyi ifadə edək: S = F / 2d.
- Təcrübənin sonunda güc hesablanacaq.
- Təcrübəyə başlamazdan əvvəl iynənin uzunluğunu metrlərlə ölçmək üçün bir hökmdar istifadə edin.
2 Kiçik bir rokçu qolu qurun. Bu təcrübə, səthin gərginliyini təyin etmək üçün suyun səthində üzən bir qolu və kiçik bir iynəni istifadə edir.Nəticənin dəqiqliyi ondan asılı olduğu üçün rokçu qolunun quruluşunu diqqətlə nəzərdən keçirmək lazımdır. Müxtəlif materiallardan istifadə edə bilərsiniz, əsas odur ki, sərt bir şeydən üfüqi bir çubuq düzəldin: ağac, plastik və ya qalın karton.
- Çubuq olaraq istifadə edəcəyiniz çubuğun mərkəzini (məsələn, bir saman və ya plastik hökmdar) təyin edin və bu yerdə bir delik qazın və ya deşin; bu, sərbəst döndüyü çubuğun dayağı olacaq. Plastik bir saman istifadə edirsinizsə, sadəcə bir pin və ya dırnaqla deşin.
- Çarpazın uclarında mərkəzdən bərabər məsafədə yerləşəcək şəkildə deliklər qazın və ya vurun. Ağırlıq kubokunu və iynəni asmaq üçün ipləri deliklərdən keçirin.
- Lazım gələrsə, şüanı üfüqi vəziyyətdə saxlamaq üçün kitablarla və ya kifayət qədər sərt əşyalarla dəstəkləyin. Çubuğun ortasında ilişmiş bir dırnaq və ya çubuq ətrafında sərbəst dönməsi lazımdır.
3 Bir parça alüminium folqa götürün və bir qutu və ya nəlbəki şəklində yuvarlayın. Bu boşqabın müntəzəm bir kvadrat və ya yuvarlaq bir forma sahib olması heç də lazım deyil. Su və ya başqa bir çəki ilə dolduracaqsınız, buna görə də ağırlığı dəstəkləyə biləcəyinə əmin olun.
- Çubuğun bir ucundan qalay folqa qutusu və ya tabağı asın. Lövhənin kənarları boyunca kiçik deşiklər düzəldin və içəri keçin ki, nəlbəki çubuqdan asılsın.
4 Çubuğun digər ucundan bir iynə və ya ataş asın ki, üfüqi olsun. Çubuğun digər ucundan asılı olan ipə bir iynə və ya ataş üfüqi bağlayın. Təcrübənin müvəffəqiyyətli olması üçün iynəni və ya kağız klipini tam üfüqi vəziyyətdə yerləşdirmək lazımdır.
5 Alüminium folqa qabını tarazlaşdırmaq üçün çubuğa plastilin kimi bir şey qoyun. Təcrübəyə başlamazdan əvvəl, çarpaz çubuğun üfüqi yerləşməsini təmin etmək lazımdır. Folqa boşqabı iynədən daha ağırdır, buna görə də saucerin yanındakı çubuq aşağı düşəcək. Çubuğun əks tərəfinə kifayət qədər plastilin yapışdırın ki, üfüqi olsun.
- Buna balans deyilir.
6 Sarkan iynəni və ya ataç su qabına qoyun. Bu addım iynəni suyun səthinə yerləşdirmək üçün əlavə səy tələb edəcək. İğnənin suya batmadığından əmin olun. Bir konteynerə su (və ya səthi gərginliyi bilinməyən başqa bir maye) doldurun və iynənin birbaşa mayenin səthində olması üçün asılan iynənin altına qoyun.
- İğnəni tutan ipin yerində qaldığından və kifayət qədər sıx olduğundan əmin olun.
7 Kiçik bir ölçüdə bir neçə sancaq və ya az miqdarda ölçülmüş su damlasını çəkin. Rokdakı alüminium boşqaba bir pin və ya bir damla su əlavə edəcəksiniz. Bu vəziyyətdə iynənin suyun səthindən hansı ağırlıqda çıxacağını dəqiq bilmək lazımdır.
- Sancaqlar və ya su damlalarının sayını hesablayın və çəkin.
- Bir pin və ya su damlasının ağırlığını təyin edin. Bunu etmək üçün ümumi çəkini sancaqlar və ya damcı sayına bölün.
- Tutaq ki, 30 sancağın çəkisi 15 qramdır, sonra 15/30 = 0,5, yəni bir pin 0,5 qramdır.
8 Alüminium folqa boşqabına iynə suyun səthindən çıxana qədər bir -bir sancaqlar və ya su damlaları əlavə edin. Tədricən bir pin və ya bir damla su əlavə edin. Ağırlığın növbəti artımından sonra sudan çıxacağı anı qaçırmamaq üçün iynəni diqqətlə izləyin. İğne mayenin səthindən çıxdıqda, sancaqlar və ya su damlaları əlavə etməyi dayandırın.
- Çubuğun əks ucundakı iynənin suyun səthindən çıxmasına səbəb olan sancaqlar və ya su damlalarının sayını hesablayın.
- Nəticəni yazın.
- Daha dəqiq nəticələr əldə etmək üçün təcrübəni bir neçə dəfə (5 və ya 6) təkrarlayın.
- Alınan nəticələrin ortalamasını hesablayın. Bunu etmək üçün bütün təcrübələrə sancaqlar və ya damcıların sayını əlavə edin və cəmi təcrübələrin sayına bölün.
9 Pim sayını gücə çevirin. Bunu etmək üçün qram sayını 0.00981 N / g ilə vurun. Səth gərginliyini hesablamaq üçün iynəni suyun səthindən qaldırmaq üçün lazım olan qüvvəni bilməlisiniz. Qüvvəni təyin etmək üçün əvvəlki addımdakı sancaqların ağırlığını saydığınız üçün bu çəkini 0.00981 N / g ilə vurmaq kifayətdir.
- Dəvədəki sancaqlar sayını bir pinin ağırlığına vurun. Məsələn, hər biri 0,5 qram ağırlığında 5 sancaq taxsanız, onların ümumi çəkisi 0,5 qram / pin = 5 x 0,5 = 2,5 qramdır.
- Qram sayını 0,00981 N / g faktoru ilə vurun: 2,5 x 0,00981 = 0,025 N.
10 Bu dəyərləri tənliyə qoşun və axtardığınız dəyəri tapın. Təcrübə zamanı əldə edilən nəticələr səth gərginliyini təyin etmək üçün istifadə edilə bilər. Yalnız tapdığınız dəyərləri daxil edin və nəticəni hesablayın.
- Yuxarıdakı nümunədə deyək ki, iynənin uzunluğu 0,025 metrdir. Dəyərləri tənliyə qoyaraq əldə edirik: S = F / 2d = 0.025 N / (2 x 0.025) = 0.05 N / m. Beləliklə, mayenin səthi gərginliyi 0,05 N / m -dir.

Metod 2 /3: Kapilyar təsiri ilə

1 Kapilyar təsiri haqqında məlumat əldə edin. Kapilyar hadisələri başa düşmək üçün əvvəlcə yapışma və birləşmə qüvvələri ilə tanış olmaq lazımdır. Yapışma mayenin şüşə kimi sərt bir səthə yapışmasına səbəb olur. Birləşmə qüvvəsi səbəbiylə mayenin molekulları bir -birinə çəkilir.Yapışma və birləşmə qüvvələrinin birgə hərəkəti mayenin nazik borularda yüksəlməsinə səbəb olur.
- Borudakı mayenin qalxma hündürlüyündən bu mayenin səth gərginliyi hesablana bilər.
- Yapışqan qüvvələr səthdə baloncuklar və damcıların əmələ gəlməsinə səbəb olur. Bir maye hava ilə təmasda olduqda, mayenin molekulları bir -birinə çəkilir və nəticədə bir baloncuk əmələ gəlir.
- Yapışma, mayenin şüşə divarları ilə təmas nöqtələrində nəzərə çarpan bir menisküs meydana gəlməsinə səbəb olur. Menisküsün içbükey forması çılpaq gözlə görünür.
- Kapilyar təsirə bir nümunə, bir stəkan suya qoyulan saman içərisində bir mayenin qaldırılmasıdır.
2 Səthin gərginliyini təyin etmək üçün tənliyi yazın. Səth gərginliyi aşağıdakı kimi hesablanır: S = (ρhga / 2), harada S - səth gərginliyi; ρ - tədqiq olunan mayenin sıxlığı, h - borudakı mayenin qalxma hündürlüyü; g - maye üzərində hərəkət edən cazibə qüvvəsinə görə çəkinin sürətlənməsi (9.8 m / s), a kapilyar borunun radiusudur.
- Məlumatları bu tənliyə daxil edərkən, onların metrik vahidlərlə ifadə olunduğundan əmin olun: sıxlıq kq / m, hündürlük və radius metrlə, m / s -də cazibə qüvvəsi səbəbiylə sürətlənmə.
- Mayenin sıxlığı əvvəlcədən verilmirsə, onu kitabçada tapa bilərsiniz və ya sıxlıq = kütlə / həcm düsturu ilə hesablaya bilərsiniz.
- Səth gərginliyi metr başına Nyutonla ölçülür (N / m). Newton 1 kq * m / s -ə bərabərdir. Ölçü vahidlərini müstəqil olaraq təyin etmək üçün yalnız onları sayısal dəyərlər olmadan tənliyə daxil edin: S = kq / m * m * m / s * m. Əgər sayğacda və məxrəcdə iki metr azaltsaq, 1 kq * m / s / m, yəni 1 N / m.
3 Konteynerə bilinməyən səth gərginliyi olan maye tökün. Dayaz bir boşqab və ya qab götürün və içinə maye tökün ki, dibini 2-3 santimetr əhatə etsin. Maye miqdarının əhəmiyyəti yoxdur, əsas odur ki, kapilyar boruda nə qədər yüksələcəyi aydın görünür.
- Fərqli mayelərlə təcrübə aparacaqsınızsa, başqa bir maye tökmədən əvvəl boşqabı yaxşıca təmizləyin və qurudun və ya hər dəfə fərqli bir qab istifadə edin.
4 Təmiz, nazik bir borunu mayenin içinə batırın. Bu borudakı mayenin qalxma hündürlüyündən səth gərginliyini təyin edəcəksiniz.Boruları təmiz saxlayın ki, qabdakı mayenin səviyyəsindən nə qədər yüksək qalxacağını aydın görə biləsiniz. Bundan əlavə, borunun sabit bir radiusu olmalıdır.
- Radiusu ölçmək üçün borunun üstünə bir hökmdar qoyun və diametrini təyin edin. Sonra diametri 2 -ə bölün və radiusu tapacaqsınız.
5 Plitədəki mayenin səviyyəsindən yuxarı qalxdığı hündürlüyü ölçün. Cetvelin kənarını tepsidəki mayenin səthinə köçürün və mayenin boruda nə qədər yüksəldiyini təyin edin. Səth gərginliyinin qaldırma qüvvəsi cazibə qüvvəsini aşdığı üçün borudakı su yüksəlir.
6 Bu dəyərləri tənliyə daxil edin və hesablamalar aparın. Bütün lazımi dəyərləri təyin etdikdən sonra onları tənliyə qoşun və səth gərginliyini tapın. Doğru nəticə əldə etmək üçün bütün dəyərləri metrik vahidlərə çevirməyinizə əmin olun.
- Suyun səth gərginliyini ölçdüyümüzü düşünək. Suyun sıxlığı təxminən 1 kq / m3 -dir (bu nümunədə təxmini dəyərlərdən istifadə edirik). Cazibə qüvvəsi səbəbiylə sürətlənmə 9.8 m / s -dir. Borunun radiusu 0,029 m olsun və su 0,5 m yüksəkliyə qalxsın.Su səthinin gərginliyi nədir?
- Alınan dəyərləri tənliyə qoyun və alın: S = (ρhga / 2) = (1 x 9.8 x 0.029 x 0.5) / 2 = 0.1421 / 2 = 0.071 J / m.

Metod 3 /3: Bir sikkə istifadə edərək nisbi səth gərginliyini necə təyin etmək olar

1 Lazım olan hər şeyi toplayın. Bu təcrübə üçün bir damcı, quru bir sikkə, su, kiçik bir qab, qabyuyan maye, bitki yağı və bir dəsmal lazımdır. Bütün bunları evdə tapa bilərsiniz və ya yerli mağazada satın ala bilərsiniz. Bulaşık sabunu və bitki yağı olmadan edə bilərsiniz, ancaq müqayisə üçün bir neçə fərqli maye lazımdır.
- Təcrübəyə başlamazdan əvvəl sikkənin təmiz və quru olduğundan əmin olun. Yaş bir sikkə istifadə etsəniz, qeyri -dəqiq nəticələr əldə edəcəksiniz.
- Bu təcrübə səth gərginliyini hesablamağa imkan vermir; yalnız fərqli mayelərin səth gərginliyini müqayisə etmək üçün istifadə edilə bilər.
2 Sikkənin səthinə bir anda bir damla maye atın. Sikkəni bir havluya və ya islanmaq üçün təhlükəsiz olan digər səthə qoyun. İlk mayeni pipetə götürün və sonra yavaşca sikkəyə bir damla sürtün. Bunu edərkən damcıları sayın. Sikkə xaricinə maye tökülənə qədər davam edin.
- Mayenin sikkənin xaricinə tökülməsi üçün neçə damcı lazım olduğunu qeyd edin.
3 Bu proseduru fərqli mayelərlə təkrarlayın. Hər dəfə maye dəyişəndə sikkəni təmizləyin və qurudun. Sikkəni qoyduğunuz səthi də qurudun. Yeni bir sınaqdan əvvəl fərqli pipetlərdən istifadə edin və ya pipeti təmizləyin.
- Suya bir az sabun əlavə edin, sonra bir sikkə üzərinə su damlatın və səth gərginliyinin dəyişib dəyişmədiyini görün.
4 Bir sikkəni doldurmaq üçün fərqli mayelər üçün lazım olan damla sayını müqayisə edin. Nəticələrin doğru olub olmadığını öyrənmək üçün eyni maye ilə təcrübəni bir neçə dəfə təkrarlamağa çalışın. Nəticələrin ortalaması: Fərqli təcrübələrdəki düşmə sayını əlavə edin və cəmi təcrübələrin sayına bölün. Sikkəni doldurmaq üçün fərqli mayelərin neçə damla çəkdiyini yazın.
- Bir maddəni doldurmaq üçün verilən mayenin nə qədər çox damcı tələb olunarsa, bu mayenin səthi gərginliyi bir o qədər yüksək olar.
- Bulaşık deterjanı suyun səth gərginliyini azaldır; əlavə etmək sikkəni doldurmaq üçün daha az damcı alacaq.