Praktikum I Mechanika a molekulová fyzika



Podobné dokumenty
Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK

Praktikum I Mechanika a molekulová fyzika

1. Určete závislost povrchového napětí σ na objemové koncentraci c roztoku etylalkoholu ve vodě odtrhávací metodou.

Praktikum I Mechanika a molekulová fyzika

Praktikum I Mechanika a molekulová fyzika

PRAKTIKUM... Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Odevzdal dne: Seznam použité literatury 0 1. Celkem max.

PRAKTIKUM... Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Odevzdal dne: Seznam použité literatury 0 1. Celkem max.

Praktikum II Elektřina a magnetismus

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

Laboratorní práce č. 4: Určení hustoty látek

Praktikum II Elektřina a magnetismus

HUSTOTA PEVNÝCH LÁTEK

Fyzikální praktikum I

1. Změřte modul pružnosti v tahu E oceli z protažení drátu. 2. Změřte modul pružnosti v tahu E oceli a duralu nebo mosazi z průhybu trámku.

Měření povrchového napětí

Fyzikální praktikum I

1. Změřte momenty setrvačnosti kvádru vzhledem k hlavním osám setrvačnosti.

I Mechanika a molekulová fyzika

1. Změřte teplotní závislost povrchového napětí destilované vody σ v rozsahu teplot od 295 do 345 K metodou bublin.

Praktikum III - Optika

Praktikum I Mechanika a molekulová fyzika

Praktikum I Mechanika a molekulová fyzika

Praktikum III - Optika

PRAKTIKUM I Mechanika a molekulová fyzika

Měření měrné telené kapacity pevných látek

Praktikum III - Optika

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

Fyzikální praktikum II

PRAKTIKUM III. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Úlohač.XI. Název: Měření stočení polarizační roviny

3. Vypočítejte chybu, které se dopouštíte idealizací reálného kyvadla v rámci modelu kyvadla matematického.

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Praktikum IV

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

VY_52_INOVACE_2NOV43. Autor: Mgr. Jakub Novák. Datum: Ročník: 7., 8.

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

PRAKTIKUM III. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Úlohač.III. Název: Mřížkový spektrometr

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Posuzoval:... dne:...

PRAKTIKUM I. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Pracoval: Pavel Ševeček stud. skup.: F/F1X/11 dne:

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

VY_52_INOVACE_2NOV47. Autor: Mgr. Jakub Novák. Datum: Ročník: 7.

( r ) 2. Měření mechanické hysterezní smyčky a modulu pružnosti ve smyku

3. Měření viskozity, hustoty a povrchového napětí kapalin

Měření momentu setrvačnosti

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK

1. Změřte rozměry a hmotnosti jednotlivých českých mincí a ze zjištěných hodnot určete hustotu materiálů, z nichž jsou zhotoveny. 2.

Úloha č.2 Vážení. Jméno: Datum provedení: TEORETICKÝ ÚVOD

1. Teorie. jednom konci pevně upevněn a na druhém konci veden přes kladku se zrcátkem

Praktikum II Elektřina a magnetismus

Praktikum II Elektřina a magnetismus

PRAKTIKUM I. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. úloha č. 10 Název: Rychlost šíření zvuku. Pracoval: Jakub Michálek

Stanovení hustoty pevných a kapalných látek

Praktikum I úloha IX. Měření modulu pružnosti v tahu

1. Měřením na rotačním viskozimetru zjistěte, zda jsou kapaliny připravené pro měření newtonovské.

Fyzikální praktikum II

Fyzikální praktikum II

PRAKTIKUM I. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. úloha č. 11 Název: Dynamická zkouška deformace látek v tlaku

Laboratorní práce č. 2: Určení povrchového napětí kapaliny

Laboratorní práce č. 1: Přibližné určení průměru molekuly kyseliny olejové

Laboratorní práce č. 1: Měření délky

Přírodní vědy aktivně a interaktivně

PRAKTIKUM II. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Název: Elektrická vodivost elektrolytů. stud. skup.

Fyzikální praktikum II

Praktikum III - Optika

Vlastnosti kapalin. Povrchová vrstva kapaliny

VY_52_INOVACE_2NOV45. Autor: Mgr. Jakub Novák. Datum: Ročník: 7.

Teorie: Hustota tělesa

PRAKTIKUM II. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. úlohač.10 Název: Hallův jev. Pracoval: Lukáš Ledvina

MOMENT SETRVAČNOSTI 2009 Tomáš BOROVIČKA B.11

Název: Studium kmitů na pružině

PRAKTIKUM I. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. úloha č. XXII. Název: Diferenční skenovací kalorimetrie

Fyzikální praktikum FJFI ČVUT v Praze

Fyzikální praktikum...

Tabulka I Měření tloušťky tenké vrstvy

Praktikum II Elektřina a magnetismus

Měření teplotní roztažnosti

(3) Vypočítejte moment setrvačnosti kvádru vzhledem k zadané obecné ose rotace.

PRAKTIKUM I. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecně fyziky MFF UK. úlohač.11 Název: Dynamická zkouška deformace látek v tlaku

STANOVENÍ TÍHOVÉHO ZRYCHLENÍ REVERZNÍM KYVADLEM A STUDIUM GRAVITAČNÍHO POLE

Praktikum III - Optika

NÁVRH A REALIZACE ÚLOH DO FYZIKÁLNÍHO PRAKTIKA Z

Fyzikální veličiny a jednotky, přímá a nepřímá metoda měření

I Mechanika a molekulová fyzika

1. Změřte závislost indukčnosti cívky na procházejícím proudu pro tyto případy:

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

Určení hustoty látky. (laboratorní práce) Zvyšování kvality výuky v přírodních a technických oblastech CZ.1.07/1.1.28/

Fyzikální praktikum 1

Rozumíme dobře Archimedovu zákonu?

1. Měření hodnoty Youngova modulu pružnosti ocelového drátu v tahu a kovové tyče v ohybu

1. Několika různými metodami změřte hodnotu tíhového zrychlení. 2. Zjištěný údaj porovnejte s předpokládanou hodnotou.

Praktikum III - Optika

PRAKTIKUM III. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK

Fyzikální korespondenční seminář MFF UK

ZÁKLADNÍ ŠKOLA KOLÍN II., KMOCHOVA 943 škola s rozšířenou výukou matematiky a přírodovědných předmětů

Měření momentu setrvačnosti prstence dynamickou metodou

KAPALINY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Sekunda

58. ročník fyzikální olympiády kategorie G okresní kolo školní rok

Měření permitivity a permeability vakua

Identifikace vzdělávacího materiálu VY_52_INOVACE_F.7.B.32 EU OP VK. Vztlaková síla

Transkript:

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK Praktikum I Mechanika a molekulová fyzika Úloha č. IV Název: Určení závislosti povrchového napětí na koncentraci povrchově aktivní látky Pracoval: Matyáš Řehák stud.sk.: 16 dne: 17.4.008 Odevzdal dne:... Hodnocení: Připomínky: kapitola referátu možný počet bodů udělený počet bodů Teoretická část 0-3 3 Výsledky měření 0-9 8 Diskuse výsledků 0-5 5 Závěr 0 - Seznam použité literatury 0-1 1 Celkem max. 0 19 Posuzoval:... dne:...

Pracovní úkol 1) Určete závislost povrchového napětí σ na objemové koncentraci c roztoku etylalkoholu ve vodě odtrhávací metodou. ) Sestrojte graf této závislosti.. Teorie Povrchové napětí σ je definováno jako síla působící kolmo na jednotkovou délku každého myšleného řezu povrchem kapaliny. Jeho hodnota závisí na tom, s jakým plynem je povrch kapaliny ve styku, na teplotě a na čistotě kapaliny. Látky snižující povrchové napětí se nazývají povrchově aktivní. Přímou metodou měření povrchového napětí je metoda odtrhávací. Je založena na měření síly potřebné k vytažení tenkého drátku z kapaliny. Podrobnosti v [1]. Základní vztah pro výpočet je: F P σ = = 0, (1) kde l je délka drátku a F síla držící drátek v kapalině. Pro určení P 0 jsou zvláště vhodné torzní váhy. Měření pomocí nich je popsáno v [1]. Síla potřebná k překonání povrchového napětí je: P, 0 P1 = () kde P 1 je síla potřebná k vyvážení rámečku s drátkem a P síla potřebná k odtržení drátku od povrchu. Z (1) a () plyne: P1 σ =. (3) V [1] je zmíněn vztah pro výpočet s korekcí na tloušťku drátu (dále druhá metoda): ( P P ) P 1 1 ρg P P 1 σ = r, (4) l l l kde ρ je hustota kapaliny, r poloměr drátku a g tíhové zrychlení. Pomůcky Torzní váhy Meopta K, přívažky, drátěný rámeček, pinzeta, posuvné měřidlo, mikrometr, teploměr, líh, kádinky, odměrný válec, pyknometr.

Postup 1) Omyjeme rámek čistou vodou a změříme délku drátku posuvným měřidlem a jeho tloušťku mikrometrem. Poté ho zavěsíme na pravé rameno vah a vyvážíme zavěšením zátěže na levé rameno ) Na stolek umístíme kádinku s vodou a těsně pod hladinu ponoříme rámek, vyvážením určíme P 1 3) Snižujeme stoleček, přičemž stále vyvažujeme váhy, v okamžiku odtrhnutí rámku odečteme P 4) 3) opakujeme pro různé koncentrace ethanolu ve vodě (100%, 50%, 5%, ) Výsledky měření Laboratorní podmínky Teplota vzduchu v místnost: 4,3 C Tlak vzduchu: 98 kpa Relativní vlhkost vzduchu: 3 % Délka drátku l: (19,8 ± 0,5) mm (chyba odhadnutá nepřesností měření) Průměr drátku d: (0,59 ± 0,01) mm (chyba - dílek mikrometru) Hustota vody []: 998 kg.m -3 Hustota lihu []: 789 kg.m -3 Tíhové zrychlení g: 9,81 m.s - Chyba vah (dílek): 1 mg Tab. 1: Měřené m pro čistý líh a vodu Voda m a m b m 3 348 316 38 357 319 35 360 35 39 358 319 9 36 333 Líh 31 146 115 9 147 118 8 145 117 9 145 116 m a hodnota na vahách při potopeném rámečku m b hodnota při vytažení rámečku 30 146 116

c m a m b m Tab. : Naměřené hmotnosti pro roztoky m ς m σ L σ [N.m -1 ] [N.m -1 ] t [ C] ρ [kg.m -3 ] ς σ [N.m -1 ] ς σl [N.m -1 ] 1,0000 116 1 0,035 0,0186 4 789 0,0007 0,0007 0,5000 0,500 0,150 0,065 0,0313 0,0156 0,0078 0,0000 7 174 147 4 173 149 9 08 179 9 1 183 31 45 14 33 49 16 33 71 38 34 76 4 36 90 54 36 89 53 3 88 65 33 99 66 96 74 16 94 78 8 335 307 19 331 31 148 1 0,0314 0,054 30 894 0,0009 0,0008 181 0,0396 0,038 8 946 0,0011 0,0011 15 1 0,0480 0,0405 5 97 0,0013 0,001 40 0,054 0,0463 4 985 0,0015 0,0014 54 1 0,0576 0,0494 4 991 0,0015 0,0015 66 1 0,0605 0,05 4 995 0,0016 0,0015 76 0,0631 0,0547 4 996 0,0017 0,0017 310 3 0,0715 0,066 4 998 0,0019 0,0019 m druhý sloupec toho označení je průměr hodnot z předchozího ς m chyba m, statistická σ povrchové napětí spočtené první metodou σ L povrchové napětí spočtené druhou metodou t teplota roztoku bezprostředně po smíchání ρ přibližná hustota roztoku ς σ chyba povrchového napětí první metodou ς σl chyba povrchového napětí druhou metodou chyby jsou spočteny metodou přenosu chyb

0,08 Graf 1: Závislost povrchového napětí na koncentraci ethanolu 0,06 σ vypočtené druhou metodou Tabulkové hodnoty pro vodu a ethanol σ vypočtené první metodou σ [n.m -1 ] 0,04 0,0 0,00 c 0,0 0, 0,4 0,6 0,8 1,0 Diskuse Relativní chyba určení povrchového napětí je přibližně 3 %. Zásadní podíl na této chybě má určení délky trámku, neboť bylo obtížné určit přesné místo sváru s rámečkem. Mimoto l představuje ve skutečnosti ne délku drátku, nýbrž délku povrchové vrstvy kapaliny, na kterou působí síla, tedy i další části rámečku. Ostatní chyby určení tloušťky drátku, hmotnosti rámečku a hmotností při vážení nejsou tolik významné. Měření bylo zatíženo dalšími, obtížně kvantifikovatelnými chybami. Mezi ně patří změna povrchového napětí při zahřátí vzorku, což má vliv pouze pro několik koncentrací. Dále je to skutečnost, že měřený líh není čistý ethanol, nýbrž obsahuje i jisté příměsi, k nějakému znečištění vzorku mohlo dojít (a nepochybně došlo) i během měření. Také je nutno si uvědomit, že líh je těkavá látka a zejména v tenké vrstvě při vytahování rámu se jeho výpar výrazně zrychluje toto může mít za následek změnu jeho koncentrace. Tabulková hodnota povrchového napětí vody je 7.10-3 N.m -1, a lihu,3.10-3 N.m -1 ([]). Naměřené hodnoty jsou (71,5 ± 3,9).10-3 N.m -1 a (3,5 ± 1,4).10-3 N.m -1 respektive (6,6 ± 3,8).10-3 N.m -1 a (18,6 ± 1,3).10-3 N.m -1 při výpočtu se započtením průměru drátku. Paradoxní je, že nekvantifikovatelné chyby měření způsobily, že naměření tabulkových hodnot bylo dosaženo přesněji méně přesnou metodou. Závěr Změřil jsem povrchové napětí vody, lihu a roztoků lihu ve vodě a závislost povrchového napětí na koncentraci roztoku, kterou jsem vynesl do grafu 1. Literatura [1] D. Slavínská, I. Stulíková, P. Ostrý: Fyzikální praktikum I., SPN, Praha 1989 [] J. Brož, V. Roskovec, M. Valouch: Fyzikální a matematické tabulky, SNTL, Praha 1980