Question

У ході проведення лабораторної роботи по визначенню поверхневого натягу невідомої рідини учень використав вертикально розміщену піпетку,діаметр отвору якої 2 мм. Відрахувавши 100 крапель у мензурку, учень вимірявїх масу. Вона становила 12,56 г. Яке значення поверхневого натягу отримавучень? Що це могла бути за рідина? Вважайте, що в момент відриву від піпеткидіаметр шийки краплі дорівнює діаметру отвору.​

Answer 1

Відповідь:

Пояснення:

Answer 2

Для визначення поверхневого натягу рідини за допомогою методу піпетки можна використовувати формулу Лапласа:

$T = \frac{2 \cdot \rho \cdot g \cdot h}{d}$

де:

• $T$ - поверхневий натяг рідини
• $\rho$ - щільність рідини
• $g$ - прискорення вільного падіння (приблизно 9.81 м/с² на поверхності Землі)
• $h$ - висота, на яку піднялася рідина в піпетці (поверхневий наплив рідини у піпетці)
• $d$ - діаметр отвору піпетки

Ваші вхідні дані:

• $d = 2 \, \text{мм} = 0.002 \, \text{м}$
• $\text{Маса 100 крапель} = 12.56 \, \text{г}$

Знаючи, що об'єм однієї краплі може бути знайдений як об'єм цієї маси рідини, поділеної на кількість крапель (100), та що об'єм кулі можна знайти за формулою $V = \frac{4}{3} \pi r^3$, де $r$ - радіус кулі (діаметр отвору), можна обчислити висоту $h$:

$h = \frac{V}{\pi r^2}$

$h = \frac{\frac{12.56 \, \text{г}}{100 \, \text{крапель}}}{\pi \left(\frac{0.002 \, \text{м}}{2}\right)^2} \approx 0.0063 \, \text{м}$

Підставляючи відомі значення в формулу Лапласа, отримуємо:

$T = \frac{2 \cdot \rho \cdot g \cdot h}{d} = \frac{2 \cdot \rho \cdot 9.81 \, \text{м/с²} \cdot 0.0063 \, \text{м}}{0.002 \, \text{м}}$

Також, щоб знайти щільність рідини $\rho$, можна скористатися відомим співвідношенням:

$\text{Маса} = \text{Об'єм} \times \text{Щільність}$

$\rho = \frac{\text{Маса}}{\text{Об'єм}} = \frac{12.56 \, \text{г}}{\frac{4}{3} \pi \left(\frac{0.002 \, \text{м}}{2}\right)^3}$

Підставивши значення, ми отримуємо приблизне значення щільності $\rho \approx 790 \, \text{кг/м}^3$.

Замінивши значення у формулі Лапласа, отримуємо значення поверхневого натягу $T$:

$T = \frac{2 \cdot 790 \, \text{кг/м}^3 \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 \cdot 0.0063 \, \text{м}}{0.002 \, \text{м}} \approx 246.9 \, \text{мН/м}$

Отже, учень отримав значення поверхневого натягу близько 246.9 мН/м.

Щодо того, яка це рідина, потрібно звернутися до табличних даних зі значень поверхневого натягу різних рідин. За отриманим значенням поверхневого натягу можна спробувати знайти відповідну рідину, яка має подібне значення в літературі.