Лабораториялық жұмыс № 9

Лабораториялық жұ мыс № 9

Тақ ырыбы «Сұ йық тың толық беттік энергиясын анық тау»

Жұ мыстың мақ саты: беттік (фазааралық ) керілуді ө лшеу, таза сұ йық тағ ы беттік керілудің температурағ а тә уелділігін анық тау, толық беттік энергияны жә не қ араушыларды есептеу.

Аспаптар мен ыдыстар: Беттік керілуді анық тайтын аспап.

Реактивтер: Қ алыпты (су) жә не зерттелетін сұ йық тар.

Жұ мыстың орындалу реті. Беттік керілуді сақ инаның ү зіліп бө лінуіне суйеніп анық тау ә дісі сұ йық бетінде жатқ ан сым сақ инасын ү зіп алу ү шін жұ мсалатын кү шті ө лшуге негізделегн. мұ ндай ә дістегі басты шарт - сым сақ инаны кү шпен тартқ анда, оғ ан жұ ғ ысқ ан сұ йық ә уелі сақ инамен бірге кө теріліп барып ү зіледі. Демек, алғ ашқ ыдағ ы кө терілген сұ йық биіктігі немесе бағ анасы жә не оның тө менге тартылу кү ші, сақ инаны кө теруге жұ мсалғ ан кү шке тең. Ал сұ йық тың бірден ү зіліп қ алуына, оның беттік керілу кү ші кедергі болады. Сыртқ ы кү штің мә ні беттік керілу кү шіне тең еліп, тепе-тең дікке жеткен мезетте, сұ йық бағ анасы бұ зылады да сақ ина сұ йық бетінен ү зіледі. Осындағ ы кү ш сұ йық тың беттік керілуімен жә не сым сақ инасыны ө лшемімен анық талады:

F=2π σ _c-rR` +2π σ _c-r(R`+2r)=4π σ _c-rR (1)

Мұ ндағ ы R`- сақ инаның ішкі радиусы, R-сақ инаның орташа радиусы, r-сақ ина ә зірленген сымның радиусы жә не ол сақ ина радиусынан ә лденеше есе кіші.

Егер сақ инамен бірге дұ рыс пішінде сұ йық цилиндрі кө терілетін болса, онда жоғ арыдағ ы (1) тең деу орындалады. алайда кө терілетін сұ йық кү рделі болып келеді. Гаркинс зерттеуі бойынша, R³: V екен. Сақ ина радиусы қ има радиусының қ атынасына тә уелді. Осыларды ескерсек, β -реттеуші коэфицент.

F=4 π σ _c-rR β (2)

Бұ дан, сұ йық тың беттік керілуі, сақ инаның сұ йық тан ү зіліп кеткендегі берілетін кү шке пропорционал, яғ ни

σ _c-r= RF (3)

Алғ ашқ ыда мә ні едә уір кү шті F ө те сезімтал торзионды таразымен ө лшейді.

1-сурет. Торзионды таразы: 1-тіреуіш винттер; 2-ілгіш; 3-табақ ша; 4-аррентир; 5-иің; 6, 7-стрелка; 8-риек( тілшік); 9-винт; 10-шкала

Оның негізгі бө лігі ілгекке ілінген платина, иін зерттелетін сұ йық бетінен сым сақ инаны ү зу кү ші тетігі бұ рау арқ ылы орындалады. Кө рсеткіш тілше кө мегімен таразыдағ ы шкала ойынша F мә нін анық тайды. Суреттегі 1-тақ тайшаны кө теріп немесе тө мендетуге арналғ ан бұ ранда жә не 2, 5 айналдыратын тетіктер, кө рсеткіш тілше, шкала, ілгек, ө лшейтін сақ ина, табақ ша, жылхжымалы тақ тайша, реттеуіш. Ө лшеу алдында таразы қ ондырғ ыларын дең гей бойынша тексеріп алады. Сақ инаны хромды қ оспамен мұ қ ият жуып, таза сумен бірнеше рет шайып, су сорғ ыш немесе сү згіш қ ағ азбен сү ртіп, кептіреді. Осылайша дайындалғ ан сақ ина торизондық таразының ілгішіне ілінеді. Табақ шағ а зерттелетін сұ йық ты 5-7 мм дең гейге дейін қ ұ яды да оны жылжымалы тақ тайшағ а орналастырады. Осы тұ ста сақ ина табақ шағ а жанаспауы керек, ә рине, ол ү шін бұ ранда кө мегімен тақ тайшаны тө мендетсе болғ аны. Таразы реттеуішін, бұ рап босатып, тетікті айналдыра отырып, сол жақ тағ ы қ озғ алыссыз тілшені нө лдік бө лікке қ ояды. Тө менгі бұ ранданы бұ рап, сұ йық ты табақ ша орналасқ ан жылжымалы тақ тайшаны жоғ ары кө теріп, сұ йық тың беткі қ абатын сақ инамен жанастырады. Бұ ранданы кері бұ рай отырып жылжымалы тақ тайшаны оң жақ тағ ы қ озғ алмалы тілше, шкаланың сызығ ына жеткенше тө мендетеді. Бұ л таразының жұ мысшы жағ дайы.

Сол жақ тағ ы тетікті ө зің нен айналдыра бұ рап, кө рсеткіш тілдің сұ йық бетінен сақ ина ү зілген сә тіндегі жағ дайын тіркейді.

Ә рбір сұ йық тар мен ерітінділер ү шін ү ш реттен ө лшеп, олардағ ы кү ш F мә нінің орташасын алады. Беттік керілуді тең деу бойынша есептейді. Кө бейткіш β мә нін беттік керілуді белгілі болатын қ алыпты сұ йық тан сақ инаның ү зілгендегі кү шін ө лшеу кезіндегі алынғ ан мә ліметтер бойынша табады.

Зерттелетін сұ йық тың беттік керілуін бірнеше температуралық мә нде ө лшейді жә не осындағ ы зерттелетін сұ йық ты, температура аралығ ын жә не беттік керілуді σ _c-rанық тау ә дістемесін оқ ытушы нұ сқ айды. Ө лшеу алдында ә рбір температуралық мә н ү шін, сұ йық тың температурасын термостатта тұ рақ тандырады.

Ө лшеу нә тижесі бойынша σ _c-r= f( т) тә уелділігі бойынша сызба тұ рғ ызып, ондағ ы алынатын тү зудің ең кіштік бұ рышының тангенісі бойынша температуралық коэффиценттің dσ =dT мә нін табады. Ә рбір температура ү шін, жә не тең деулер бойынша U_S жә не q_s есептейді де сұ йық тағ ы беткі қ абаттың термодинамикалық ө лшемдеріне тигізер температураның ық палы жайлы тұ жырымдайды.

Сұ йық тың толық беттік энергиясын есептеу ү шін қ ажетті тә жірибелік жә не есептеулік деректер

№ 1кесте

Температура К	Есептуге қ ажетті ө лшенетін ө лшем, σ _c-r, f	Беттік керілу, σ _c-r, Дж/м²	Температуралық кө бейткіш, Dσ / dT	Беткі қ абат бірлігінің тү зілу жылуы q_s, Дж/м²	Толық беттік энергиясы U_S, Дж/м²

Бақ ылау сұ рақ тары:

1. Коллоидты химия қ андай беттік қ ұ былыстарды зерттейді?

2. Беттік керілу дегеніміз не жә не ол қ андай бірлікте ө лшенеді?

3. Беткі қ абатты тү зетін сұ йық табиғ атынан, зат табиғ атына беттік керілу қ андай тә уелділікте болады? Олардағ ы молекулалық ә рекеттесу қ алай болады?

4. Сұ йық жә не қ атты денелердің беттік керілуін анық тау ү шін қ андай ә дістер қ олданылады?

5. Қ алай жә не неліктен беттік керілу температурағ а тә уелді?

6. Толық беттік энергияны қ андай тең деумен есептейді? мұ ндай есептеулер ү шін қ андай деректер қ ажет?

7. Температура беттің тү зілу жылуы мен энтропиясына жә не бірікпеген (ассоцияцияланбағ ан) сұ йық тардың толық беттік энергиясына қ алай ық пал етеді?

⇐ Предыдущая 21 22 23 24 252627 28 29 30 Следующая ⇒