Лабораторная работа № 4. изучение капиллярных явлений, обусловленных поверхностным натяжением жидкости. цель работы: измерить средний диаметр капилляров. оборудование: сосуд с подкрашенной водой, полоска фильтровальной бумаги размером 120 х 10 мм, полоска хлопчатобумажной ткани размером 120 х 10 мм, линейка измерительная. содержание работы. смачивающая жидкость втягивается внутрь капилляра. подъём жидкости в капилляре происходит до тех пор, пока результирующая сила, действующая на жидкость вверх, fв не уравновесится силой тяжести mg столба жидкости высотой h: fв = mg. по третьему закону ньютона сила fв, действующая на жидкость, равна силе поверхностного натяжения fпов, действующей на стенку капилляра по линии соприкосновения её с жидкостью: fв = fпов. таким образом, при равновесии жидкости в капилляре (рисунок 1) fпов = mg. (1) будем считать, что мениск имеет форму полусферы, радиус которой r равен радиусу капилляра. длина контура, ограничивающего поверхность жидкости, равна длине окружности: l = 2πr. тогда сила поверхностного натяжения равна: fпов = σ2πr, (2) где σ – поверхностное натяжение жидкости. рисунок 1 масса столба жидкости объёмом v = πr2h равна: m = ρv = ρ πr2h. (3) подставляя выражение (2) для fпов и массы (3) в условие равновесия жидкости в капилляре, получим σ2πr = ρ πr2hg, откуда диаметр капилляра d = 2r = 4σ/ ρgh. (4) порядок выполнения работы. 1. полосками фильтровальной бумаги и хлопчатобумажной ткани одновременно прикоснитесь к поверхности подкрашенной воды в стакане (рисунок 2), наблюдая поднятие воды в полосках. 2. как только прекратится подъём воды, полоски выньте и измерьте линейкой высоты h1 и h2 поднятия в них воды. 3. абсолютные погрешности измерения δ h1 и δ h2 принимают равными удвоенной цене деления линейки. δ h1 = 2 мм; δ h2 = 2 мм. 4. рассчитайте диаметр капилляров по формуле (4). d1 = 4σ/ ρgh1 d2 = 4σ/ ρgh2. для воды σ ± δσ = (7, 3 ± 0, 05)х10-2 н/ м. 5. рассчитайте абсолютные погрешности δ d1 и δ d2 при косвенном измерении диаметра капилляров. рисунок 2 δ d1 = d1(δσ/ σ + δ h1/ h1); δ d2 = d2(δσ/ σ + δ h2/ h2). погрешностями δ g и δ ρ можно пренебречь. 6. окончательный результат измерения диаметра капилляров представьте в виде d1 ± δ d1 = d2 ± δ d2 =
Дано: СИ Решение
a = 10см | 0.1м | Fт = mg
m = 900г | 0.9кг | Fт = 0.9кг * 10Н/кг = 9Н
ρ = 1000кг/м³ Fa = ρgVт
Vт = a³
Fa><Fт - ? Fa = ρga³
Fa = 1000кг/м³ * 10Н/кг * (0.1)³ = 10Н
Fa > Fт
ответ: Fa > Fт - тело всплывет
Существует 4 типа кристаллических решеток: ионные, молекулярные, атомные и металлические.
В узлах ионных кристаллических решеток находятся ионы, как можно понять из названия. Такой тип решетки характерен для солей, оксидов и некоторых гидроксидов. Например, самый яркий представитель - NaCl. Вещества подобного строения характеризуются высокой твердостью, тугоплавкостью и нелетучестью.
В молекулярных кристаллических решетках в узлах находятся молекулы. Такие решетки могут быть полярные и неполярные. Например, I2 или N2 - неполярные, а HCl или H2O - полярные. Характерны для жидких и газообразных веществ (при н.у.). Так как молекулярные взаимодействия слабые, то и кристаллические решетки эти будут нетвердые, летучие и с низкой температурой плавления. К таким решеткам относят твердую органику (сахар, глюкоза, нафталин).
В атомных кристаллических решетках в узлах находятся атомы, связанные друг с другом прочными ковалентными связями. Такая решетка характерна простым веществам неметаллам, которые при нормальных условиях находятся в твердом состоянии, например алмаз. Температура плавления у подобных веществ очень высокая, они прочные, твердые и нерастворимы в воде.
Металлические решетки характеризуются тем, что в узлах находятся атомы или ионы одного или нескольких металлов (у сплавов). Для металлических решеток характерно наличие так называемого общего электронного облака. Так как непрерывно происходит процесс перехода валентных электронов одного атома к другому с образованием иона, то можно говорить о том, что электроны свободно двигаются в объеме всего металла. Этим свойством объясняется электро- и теплопроводность металлов. Вещества такого строения ковки и пластичны.
Вообще в материаловедении для изучения кристаллических структур существует множество методов, основанных на свойствах рентгеновского излучения (дифракция, интерференция), электронографический анализ и другие. Но если вы хотите просто определить тип решетки вещества известного состава, нужно понять к какому классу веществ оно относится и какие физико-химические свойства имеет.