Лабораторная установка «Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом отрыва петли»

Предназначение
Лабораторная установка предназначена для измерения коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом отрыва петли.

Описание
Установка включает тонкий металлический обруч, который с помощью нитяного подвеса крепится к датчику силы. Датчик силы монтируется на перекладине в верхней части корпуса установки и может перемещаться в вертикальном направлении c помощью ручного винтового привода. Кювета с исследуемой жидкостью устанавливается на основании установки.
Датчик силы используется для регистрации силы, действующей на него со стороны подвешенного обруча. При поднимании датчика перед моментом отрыва кольца от воды на датчике силы возникает дополнительная нагрузка, обусловленная силами поверхностного натяжения жидкости. При запуске измерений датчик фиксирует силу, действующую на «петлю» в процессе ее отрыва от поверхности жидкости.

Методика определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости основана на измерении дополнительного (по сравнению с весом тела) усилия, необходимого для вытягивания тела из жидкости. Это дополнительное усилие возникает на границе соприкосновения тела с жидкостью, длина которой в случае тонкого обруча равна удвоенной длине окружности обруча. Расчет производится по формуле:

σ = F / 2I,

где F - величина дополнительного усилия, I - длина полосы, образующей обруч. Запись показаний датчика силы с временным разрешением 0,02 секунды позволяет зарегистрировать силу, которая действовала на обруч в момент времени, непосредственно предшествующий его отрыву от поверхности.

Чему научится пользователь
— Изучению явления поверхностного натяжения
— Измерению коэффициента поверхностного натяжения воды

— Корпус установки
— Цифровой датчик силы
— Металлический обруч («петля») для погружения в исследуемую жидкость
— Емкость (кювета) для жидкости, установленная на основание установки
— Соединительный кабель USB
— Методическое пособие на русском языке
— Программное обеспечение для проведения экспериментов
— Упаковка

Программное обеспечение для проведения экспериментов
Программное обеспечение обеспечивает коррекцию нуля цифрового датчика силы перед началом измерений, выполняемую при нажатии соответствующей экранной кнопки, и регистрацию зависимости силы от времени в течение выхода кольца из жидкости с целью определения по записи величины максимального усилия, на основе которого при обработке данных рассчитывается коэффициент поверхностного натяжения.

Технические характеристики:
— Диаметр металлического обруча: 250 мм
— Диапазон измерений цифрового датчика силы: от 0 до 2 Н
— Погрешность измерений цифрового датчика силы: не более 5%
— Время отклика цифрового датчика силы: не более 0,1 с
— Напряжение питание датчиков: 5 Вольт
— Интерфейс подключения к компьютеру: USB
— Поддерживаемые операционные системы: семейство Windows