„Folyadékok felületi feszültségének mérése” változatai közötti eltérés

A Fizipedia wikiből
1. sor: 1. sor:
 
<wlatex>
 
<wlatex>
−
__TOC__
 
−
 
−
''A mérés célja:''
 
  
−
- megismerkedni a folyadékok felületi feszültségének néhány mérési módszerével;
+
[[Kategória:Fizika BSC alapképzés]]
−
 
+
<!--[[Kategória:Fizika BSC alkalmazott fizika szakirány]]-->
−
- elmélyíteni a felületi feszültséggel kapcsolatos ismereteket.
+
<!--[[Kategória:Fizika BSC fizikus szakirány]]-->
 +
<!--[[Kategória:Fizikus MSC alapképzés]]-->
 +
<!--[[Kategória:Fizikus MSC alkalmazott fizika szakirány]]-->
 +
<!--[[Kategória:Fizikus MSC kutatófizikus szakirány]]-->
 +
<!--[[Kategória:Fizikus MSC nukleáris technika szakirány]]-->
 +
<!--[[Kategória:Fizikus MSC orvosi fizika szakirány]]-->
 +
[[Kategória:Mechanika]]
 +
<!--[[Kategória:Elektromosságtan]]-->
 +
[[Kategória:Hőtan]]
 +
<!--[[Kategória:Kvantummechanika]]-->
 +
<!--[[Kategória:Statisztikus fizika]]-->
 +
<!--[[Kategória:Nanofizika]]-->
 +
<!--[[Kategória:Optika]]-->
 +
<!--[[Kategória:Szilárdtestfizika]]-->
 +
<!--[[Kategória:Mag és részecskefizika]]-->     
 +
<!--[[Kategória:Informatika]]-->
 +
[[Kategória:Laborgyakorlat]]
 +
[[Kategória:Fizika laboratórium 1.]]
 +
<!--[[Kategória:Fizika laboratórium 2.]]-->
 +
<!--[[Kategória:Fizika laboratórium 3.]]-->
 +
<!--[[Kategória:Fizika laboratórium 4.]]-->
 +
[[Kategória:Fizika Tanszék]]
 +
<!--[[Kategória:Elméleti Fizika Tanszék]]-->
 +
<!--[[Kategória:Atomfizika Tanszék]]-->
 +
<!--[[Kategória:Nukleáris Technikai Intézet]]-->
 +
<!--[[Kategória:Matematika Intézet]]-->   
 +
[[Kategória:Szerkesztő:Vankó]]
  
 +
''A mérés célja:''
 +
* megismerkedni a folyadékok felületi feszültségének néhány mérési módszerével,
 +
* elmélyíteni a felületi feszültséggel kapcsolatos ismereteket.
  
 
''Ennek érdekében:''
 
''Ennek érdekében:''
 +
* ismertetünk néhány a felületi feszültség mérésére alkalmas módszert,
 +
* az ismertetett módszerek segítségével felületi feszültséget mérünk,
 +
* vizsgáljuk a folyadék felületi feszültségének a hőmérséklettől és a folyadék összetételétől való függését.
  
−
- ismertetünk néhány a felületi feszültség mérésére alkalmas módszert;
 
−
 
−
- az ismertetett módszerek segítségével felületi feszültséget mérünk;
 
−
 
−
- vizsgáljuk a folyadék felületi feszültségének a hőmérséklettől és a folyadék összetételétől való függését.
 
  
 +
__TOC__
  
 
==Elméleti összefoglaló==
 
==Elméleti összefoglaló==
171. sor: 196. sor:
 
==Mérési feladatok==
 
==Mérési feladatok==
  
−
===Víz-alkohol oldatok felületi feszültségének mérése csepegtetéses módszerrel===
+
*''A mérés elvégzéséhez és a mérési napló elkészítéséhez a dőlt betűs részekben adunk segítséget.''
  
−
1. Határozzuk meg a sztalagmométer ''k'' készülékállandóját desztillált víz segítségével!
+
'''1.''' Víz-alkohol oldatok felületi feszültségének mérése csepegtetéses módszerrel
−
A sztalagmométer egy csapos tölcsér. Ne érintsük kézzel a kapilláris zsírtalanított alsó peremét ill. a tölcsér belsejét! A sztalagmométert függőleges helyzetbe rögzítjük, majd a csap elzárása után a tölcsér feléig megtöltjük desztillált vízzel. A csepegtetés megkezdése előtt mérjünk le táramérleggel egy üres műanyag edényt, majd csepegtessünk a pohárba minimálisan 100 cseppet. A csap óvatos nyitásával a folyadékáramlást úgy szabályozzuk be, hogy a cseppek kényelmesen számolhatóak legyenek. Az edény visszamérése után 1 csepp átlagtömege, &Delta;''m'' számolható. Az egyensúly feltételéből $ g \Delta m = k r \alpha $, ami alapján a desztillált víz felületi feszültségének ismeretében a ''k'' készülékállandó meghatározható.
+
  
−
2. Ismételjük meg az 1. feladatot 10 és 20 %-os alkohol oldattal! Az oldatcseréhez engedjük le a tölcséres csepegtetőből a folyadékot, töltsük fel a következő oldattal, majd azt is folyassuk ki. Egy újabb (második) feltöltés után az új oldat már mérhető. Az alkoholos oldatok maradékait kérjük a gyűjtőedénybe önteni.
+
'''a)''' Határozza meg a sztalagmométer $k$ készülékállandóját desztillált víz segítségével!
 +
A sztalagmométer egy csapos tölcsér. Ne érintse kézzel a kapilláris zsírtalanított alsó peremét ill. a tölcsér belsejét! A sztalagmométert függőleges helyzetbe rögzítse, majd a csap elzárása után a tölcsér feléig töltse meg desztillált vízzel. A csepegtetés megkezdése előtt mérjen le táramérleggel egy üres műanyag edényt, majd csepegtessen a pohárba minimálisan 100 cseppet. A csap óvatos nyitásával a folyadékáramlást úgy szabályozza be, hogy a cseppek kényelmesen számolhatóak legyenek. Az edény visszamérése után 1 csepp átlagtömege, $\Delta m$ számolható. Az egyensúly feltételéből $g \Delta m = k r \alpha $, ami alapján a desztillált víz felületi feszültségének ismeretében a $k$ készülékállandó meghatározható.
  
−
===Szakításos felületi feszültség mérő beállítása és kalibrálása===
+
'''b)''' Ismételje meg az a) feladatot 10 és 20 %-os alkohol oldattal! Az oldatcseréhez engedje le a tölcséres csepegtetőből a folyadékot, töltse fel a következő oldattal, majd azt is folyassa ki. Egy újabb (második) feltöltés után az új oldat már mérhető.
 +
* ''Az alkoholos oldatok maradékait kérjük a gyűjtőedénybe önteni!''
  
−
3. Állítsuk össze a szakításos felületi feszültség mérőt! Az induktív erőmérő elektronikája az erőhatással arányos -10 és +10 V közötti feszültségjelet generál, melynek a nulla szintje potméterrel szabályozható. Ezt a feszültségjelet kössük a HAMEG digitális multiméterre. A mért feszültséget számítógépes interfészen keresztül, a felfesz_meres.exe program segítségével rögzítjük. Ellenőrizzük a program működését, és állítsuk be az induktív erőmérő nullszintjét  -6 V és -3 V közötti értékre. Figyelem! A mérőkeretet előzetesen zsírtalanítottuk, ezért azt kézzel érinteni tilos!
+
'''2.''' Szakításos felületi feszültség mérő beállítása és kalibrálása
  
−
4. Kalibráljuk az induktív erőmérőt! Akasszunk növekvő számban felfüggeszthető súlyokat az erőmérőre, és a súlyok számának függvényében vegyük fel az erőmérő kimenő feszültségét, illesszünk egyenest a mért pontokra. (Megj.: a súlyokat ne a mérőkeretre, hanem a mérőkeret feletti műanyag lapon található lyukakba akasszuk. Ügyeljünk a keret egyenletes terhelésére, ha a súlyok egy oldalra húzzák a keretet, megnő az induktív erőmérőben a súrlódás, ami növeli a mérési hibát. A súlyok átlagos tömege: 0,47 g)
+
'''a)''' Állítsa össze a szakításos felületi feszültség mérőt! Az induktív erőmérő elektronikája az erőhatással arányos -10 és +10 V közötti feszültségjelet generál, melynek a nulla szintje potméterrel szabályozható. Ezt a feszültségjelet kösse a HAMEG digitális multiméterre. A mért feszültséget számítógépes interfészen keresztül, a ''felfesz_meres.exe'' program segítségével rögzíti. Ellenőrizze a program működését, és állítsa be az induktív erőmérő nullszintjét -6 V és -3 V közötti értékre.
 +
* ''Figyelem! A mérőkeretet előzetesen zsírtalanítottuk, ezért azt kézzel érinteni tilos!''
  
−
5. Vízszintezzük a mérőkeretet! Ehhez helyezzünk a keret alá egy állítható lábú plexi asztalkát. Az asztalra helyezett vízszintmérő segítségével vízszintezzük az aszalt olyan magasságban, hogy a mérőkeret éppen ne érjen hozzá. Ezután a mérőkeret feletti műanyag tárcsán található piros csavarok segítségével állítsuk be a mérőkeretet az asztal síkjával párhuzamosan. A mérőkeret vízszintességét a mérés során többször is ellenőrizzük, és szükség esetén korrigáljuk.  
+
'''b)''' Kalibrálja az induktív erőmérőt! Akasszon növekvő számban felfüggeszthető súlyokat az erőmérőre, és a súlyok számának függvényében vegye fel az erőmérő kimenő feszültségét, illesszen egyenest a mért pontokra.
 +
* ''A súlyokat ne a mérőkeretre, hanem a mérőkeret feletti műanyag lapon található lyukakba akassza. Ügyeljen a keret egyenletes terhelésére, ha a súlyok egy oldalra húzzák a keretet, megnő az induktív erőmérőben a súrlódás, ami növeli a mérési hibát. A súlyok átlagos tömege: 0,47 g.''
 +
 
 +
'''c)''' Vízszintezze a mérőkeretet! Ehhez helyezze a keret alá egy állítható lábú plexi asztalkát. Az asztalra helyezett vízszintmérő segítségével vízszintezze az aszalt olyan magasságban, hogy a mérőkeret éppen ne érjen hozzá. Ezután a mérőkeret feletti műanyag tárcsán található piros csavarok segítségével állítsa be a mérőkeretet az asztal síkjával párhuzamosan.
 +
* ''A mérőkeret vízszintességét a mérés során többször is ellenőrizze, és szükség esetén korrigálja.''
 
   
 
   
−
===Víz-alkohol oldatok felületi feszültségének mérése szakításos módszerrel===
+
'''3.''' Víz-alkohol oldatok felületi feszültségének mérése szakításos módszerrel
 +
 
 +
'''a)''' Helyezze a ''deszt. víz'' feliratú, leeresztő csappal ellátott edényt a mérőkeret alá. Töltse fel az edényt desztillált vízzel addig, hogy a vízszint pár mm magasan legyen a keret alsó éle felett. Gyors csepegtetéssel eressze le az edényből a vizet a ''deszt. víz'' feliratú gyűjtőedénybe, közben vegye fel az erő változását a gyűrű szakadásáig. Ekkor a csapot elzárva a pohárból töltse vissza a vizet a keret közepébe (nem a keretre!) és a szakítási kísérletet ismételje meg legalább kétszer!
 +
* ''Az erőt mindig az elszakadás előtti és a szakadás utáni feszültségszint különbségéből állapítsa meg!''
 +
* ''A mérőkeret átmérője a szakítási élnél 91 mm.''
  
−
6. Helyezzük a deszt. víz feliratú, leeresztő csappal ellátott edényt a mérőkeret alá. Töltsük fel az edényt desztillált vízzel addig, hogy a vízszint pár mm magasan legyen a keret alsó éle felett. Gyors csepegtetéssel eresszük le az edényből a vizet a deszt. víz feliratú gyűjtőedénybe, közben vegyük fel az erő változását a gyűrű szakadásáig. Ekkor a csapot elzárva a pohárból töltsük vissza a vizet a keret közepébe (nem a keretre!) és a szakítási kísérletet ismételjük meg legalább kétszer! (Megj.: az erőt mindig az elszakadás előtti és a szakadás utáni feszültségszint különbségéből állapítsuk meg. A mérőkeret átmérője a szakítási élnél: 91 mm)
+
'''b)''' Az a) mérést ismételje meg 10 %-os és 20 %-os alkohololdattal.
 +
* ''Figyelem! Az oldatokat mindig a koncentrációnak megfelelő feliratú edénybe töltse, majd a mérés végén ne öntse ki, hanem töltse vissza a megfelelő tároló edénybe. Ügyeljen rá, hogy az oldatok ne keveredjenek.''
  
−
7. A 6. mérést ismételjük meg 10 %-os és 20 %-os alkohololdattal. Figyelem! Az oldatokat mindig a koncentrációnak megfelelő feliratú edénybe töltsük, majd a mérés végén ne öntsük ki, hanem töltsük vissza a megfelelő tároló edénybe. Ügyeljünk rá, hogy az oldatok ne keveredjenek.
+
'''4.''' Desztillált víz felületi feszültségének hőmérséklet függése, Eötvös-féle szabály igazolása
  
−
===Desztillált víz felületi feszültségének hőmérséklet függése, Eötvös-féle szabály igazolása===
+
A 4/a mérést ismételje meg desztillált vízzel 40 és 60 °C-os hőmérsékleten. A hőmérséklet méréséhez rögzítse a higanyszálas hőmérőt a bunsen állványhoz. A víz melegítése közben használjon mágneses keverőt, de az erőmérés előtt kapcsolja ki a keverőt, és várja meg, míg a vízfelszín megnyugszik.
 +
Ábrázolja a felületi feszültséget a hőmérséklet függvényében, és illesszen egyenest a mérési pontokra! Az egyenes paramétereiből határozza meg az Eötvös-állandót és a kritikus hőmérsékletet.
  
−
8. A 6. mérést ismételjük meg desztillált vízzel 40 és 60 °C-os hőmérsékleten. Hőmérséklet méréséhez rögzítsük a higanyszálas hőmérőt a bunsen állványhoz. A víz melegítése közben használjunk mágneses keverőt, de az erőmérés előtt kapcsoljuk ki a keverőt, és várjuk meg, míg a vízfelszín megnyugszik.
+
</wlatex>
−
Ábrázoljuk a felületi feszültséget a hőmérséklet függvényében, és illesszünk egyenest a mérési pontokra! Az egyenes paramétereiből határozzuk meg az Eötvös-állandót és a kritikus hőmérsékletet.
+

A lap 2012. február 16., 15:47-kori változata


A mérés célja:

  • megismerkedni a folyadékok felületi feszültségének néhány mérési módszerével,
  • elmélyíteni a felületi feszültséggel kapcsolatos ismereteket.

Ennek érdekében:

  • ismertetünk néhány a felületi feszültség mérésére alkalmas módszert,
  • az ismertetett módszerek segítségével felületi feszültséget mérünk,
  • vizsgáljuk a folyadék felületi feszültségének a hőmérséklettől és a folyadék összetételétől való függését.


Tartalomjegyzék


Elméleti összefoglaló

Tapasztalati tény, hogy a folyadékfelszín igyekszik a lehető legkisebbre összehúzódni. A folyadékfelszín viselkedését egy olyan rugalmas hártya viselkedéséhez hasonlíthatjuk, amelynek határvonalán erő hat. Ennek alapján a folyadék felszínét határoló görbe bármely Δl darabjára a felszín érintősíkjában a vonaldarabra merőlegesen

\[ \Delta F = \alpha \Delta l \]
 (1)

nagyságú erő hat. Ugyanekkora erő hat a felszín bármely belső, elemien keskeny Δl hosszúságú ún. vonalelemének mindkét oldalára. Az (1) kifejezésben szereplő α arányossági tényezőt felületi feszültségnek nevezzük:

\[ \alpha = \frac{\Delta F}{\Delta l} \]
 (2)

A felületi feszültség az egységnyi vonalhosszúságra ható erő. Mértékegysége Nm-1. A felületi feszültség a folyadékfelszín növeléséhez szükséges munkával is kapcsolatba hozható. A folyadék felszínének ΔA-val való megnöveléséhez szükséges munka arányos a felület növekedésével és a γ felületi szabadenergiával:

\[ \Delta W = \Delta E_f = \gamma \Delta A \]
 (3)

ahol a felületi szabadenergia mértékegysége Jm-2. Belátható, hogy folyadékok esetében a felületi feszültség egyenlő a felületi szabadenergiával. Ezért a két mennyiséget gyakran nem különböztetik meg. Az egyenlőség azonban kizárólag folyadékok esetén igaz, hiszen a szabadenergia mindig skalár, míg a felületi feszültség általában tenzor (pl. szilárdtestek esetén).

1.ábra

Az, hogy a fenti két mennyiség folyadékok esetén valóban egyenlő, az 1. ábrán vázolt kísérlet elemzésével látható be. Az (1) összefüggés szerint a hártya egyik oldalát alkotó l hosszúságú keretdarabra

\[ F_f = 2 \alpha l \]
 (4)

nagyságú erő hat. (A 2-es szorzó azt veszi figyelembe, hogy a hártya első és hátsó felszínén is fellép a felületi feszültség.) Ha a keret k-val jelölt, l hosszúságú darabját Δx-szel elmozdítjuk, és így a hártya felszínét \setbox0\hbox{$ 2 l \Delta x = \Delta A $}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%-val megnöveljük, akkor a végzett munka:

\[ \Delta W = \Delta x F_h = \Delta x 2 \alpha l = \alpha \Delta A \]
 (5)

melyet a (3) egyenlettel összevetve az \setbox0\hbox{$ \alpha = \gamma $}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% kapcsolat közvetlenül adódik. A felületi feszültség (első közelítésben) független a felszín alakjától, értéke a folyadék minőségétől, állapotától valamint attól függ, hogy a szabad felszínnel milyen közeg érintkezik. A táblázatokban található felületi feszültség értékek általában a saját gőzével egyensúlyban lévő folyadékra vonatkoznak. A felületi feszültség függ a hőmérséklettől, növekvő hőmérséklettel csökken és a kritikus ponton eltűnik. Ez a viselkedés jól közelíthető az

\[ \alpha V^{2/3} = K \left( T_c-T \right) \]
 (6)

Eötvös-formulával, ahol V a folyadék móltérfogata, K az Eötvös-állandó, míg Tc a kritikus hőmérséklet. Mivel a felületi feszültség molekuláris erők következménye értékét erősen módosíthatja a határfelület szennyezettsége.

Mérési módszerek

Felületi feszültség mérése hajszálcső segítségével

Ha nagyobb szabad felületű folyadékba függőlegesen hajszálcsövet mártunk, akkor a cső belsejében a folyadék felszínének szintje a szabad felszín szintjéhez képest eltér. A csőben lévő folyadék szintje akkor magasabb, ha a folyadék a cső falát nedvesíti, és akkor alacsonyabb, ha a folyadék a cső falát nem nedvesíti. (2a ábra)

2.ábra
2. ábra

A nedvesítő folyadékoknál a felületi feszültség hatására fellépő erő a felemelkedett folyadékoszlop súlyával tart egyensúlyt. Ebből levezethető, hogy:

\[ \alpha = \frac{h \rho g r}{2 \cos \theta} \]
 (7)

ahol h az emelkedés magassága, ρ a folyadék sűrűsége, g a nehézségi gyorsulás, r a cső sugara és θ a nedvesítési szög. Ideálisan nedvesítő folyadék esetén (θ = 0):

\[ \alpha = h \rho g r / 2 \]
 (8)

A mérésnél a csőben lévő folyadékfelszín alsó pontjának magasságát mérjük meg (hm) és az emelkedés magasságát az alábbiak szerint számítjuk.(ld. 2b és 2c ábrák)

\[ h = h_m + r/3 \]
 (9)

A nedvesítési szög ismeretében tehát a felületi feszültség egy kapilláris, valamint a (7) és (9) kifejezések segítségével határozható meg.

Felületi feszültség mérése csepegtetéssel

3. ábra

Ezen mérési módszer alapgondolata az, hogy egy folyadékcsepp lecseppenése akkor következik be, amikor a csepp súlya meghaladja a leszakadási felületnél a felületi feszültségből származó erőt. Ha vastag falú, függőleges, alul síkra csiszolt kapilláris csőből lassan csepegtetjük ki a csövet jól nedvesítő folyadékot, akkor a csepp felszíne az r külső sugarú csővel \setbox0\hbox{$ 2 r \pi $}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% hosszú darabon érintkezik. Ekkor a felületi feszültségből származó erő legfeljebb \setbox0\hbox{$ G = 2 r \pi \alpha $}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% súlyú cseppet tud megtartani. Valójában a leszakadó csepp súlya a 3. ábrán látható "befűződés" miatt a fenti értéknél kisebb: \setbox0\hbox{$ G = k r \alpha $}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%, ahol a k állandó a felületi feszültségtől, a cső méretétől és a folyadék sűrűségétől függő állandó, értéke 3,8 és 4,5 közötti. Egy adott eszköz k értékét ismert felületi feszültségű anyagok segítségével határozhatjuk meg. Tájékozódó jellegű összehasonlító méréseknél a k ismerete mellőzhető, mert ebben az esetben két folyadékra nézve

\[ \alpha_1 / \alpha_2 = G_1 / G_2 \]
 (10)

A csepegtetéssel működő felületi feszültség mérő eszközöket sztalagmométereknek nevezzük.

Felületi feszültség mérés szakításos módszerrel

Egy folyadékba mártott gyűrűt – amelynek anyagát a folyadék nedvesíti – lassan, függőlegesen kiemeljük a folyadékból, és közben folyamatosan mérjük az erőt. (4. ábra) Az erő maximális értéke a gyűrű súlyával és a gyűrűhöz tapadó vékony folyadékhártya elszakításához szükséges erővel egyenlő.

4.ábra
4. ábra

A 4a ábrán látható elrendezés esetén:

\[ F_{max} = G + 2 \pi \left( r_1 + r_2 \right) \alpha \]
 (11)

a 4b ábrán látható elrendezés esetén pedig

\[ F_{max} = G + 4 \pi r \alpha \]
 (12)

Mérési feladatok

  • A mérés elvégzéséhez és a mérési napló elkészítéséhez a dőlt betűs részekben adunk segítséget.

1. Víz-alkohol oldatok felületi feszültségének mérése csepegtetéses módszerrel

a) Határozza meg a sztalagmométer \setbox0\hbox{$k$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% készülékállandóját desztillált víz segítségével! A sztalagmométer egy csapos tölcsér. Ne érintse kézzel a kapilláris zsírtalanított alsó peremét ill. a tölcsér belsejét! A sztalagmométert függőleges helyzetbe rögzítse, majd a csap elzárása után a tölcsér feléig töltse meg desztillált vízzel. A csepegtetés megkezdése előtt mérjen le táramérleggel egy üres műanyag edényt, majd csepegtessen a pohárba minimálisan 100 cseppet. A csap óvatos nyitásával a folyadékáramlást úgy szabályozza be, hogy a cseppek kényelmesen számolhatóak legyenek. Az edény visszamérése után 1 csepp átlagtömege, \setbox0\hbox{$\Delta m$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% számolható. Az egyensúly feltételéből \setbox0\hbox{$g \Delta m = k r \alpha $}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%, ami alapján a desztillált víz felületi feszültségének ismeretében a \setbox0\hbox{$k$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% készülékállandó meghatározható.

b) Ismételje meg az a) feladatot 10 és 20 %-os alkohol oldattal! Az oldatcseréhez engedje le a tölcséres csepegtetőből a folyadékot, töltse fel a következő oldattal, majd azt is folyassa ki. Egy újabb (második) feltöltés után az új oldat már mérhető.

  • Az alkoholos oldatok maradékait kérjük a gyűjtőedénybe önteni!

2. Szakításos felületi feszültség mérő beállítása és kalibrálása

a) Állítsa össze a szakításos felületi feszültség mérőt! Az induktív erőmérő elektronikája az erőhatással arányos -10 és +10 V közötti feszültségjelet generál, melynek a nulla szintje potméterrel szabályozható. Ezt a feszültségjelet kösse a HAMEG digitális multiméterre. A mért feszültséget számítógépes interfészen keresztül, a felfesz_meres.exe program segítségével rögzíti. Ellenőrizze a program működését, és állítsa be az induktív erőmérő nullszintjét -6 V és -3 V közötti értékre.

  • Figyelem! A mérőkeretet előzetesen zsírtalanítottuk, ezért azt kézzel érinteni tilos!

b) Kalibrálja az induktív erőmérőt! Akasszon növekvő számban felfüggeszthető súlyokat az erőmérőre, és a súlyok számának függvényében vegye fel az erőmérő kimenő feszültségét, illesszen egyenest a mért pontokra.

  • A súlyokat ne a mérőkeretre, hanem a mérőkeret feletti műanyag lapon található lyukakba akassza. Ügyeljen a keret egyenletes terhelésére, ha a súlyok egy oldalra húzzák a keretet, megnő az induktív erőmérőben a súrlódás, ami növeli a mérési hibát. A súlyok átlagos tömege: 0,47 g.

c) Vízszintezze a mérőkeretet! Ehhez helyezze a keret alá egy állítható lábú plexi asztalkát. Az asztalra helyezett vízszintmérő segítségével vízszintezze az aszalt olyan magasságban, hogy a mérőkeret éppen ne érjen hozzá. Ezután a mérőkeret feletti műanyag tárcsán található piros csavarok segítségével állítsa be a mérőkeretet az asztal síkjával párhuzamosan.

  • A mérőkeret vízszintességét a mérés során többször is ellenőrizze, és szükség esetén korrigálja.

3. Víz-alkohol oldatok felületi feszültségének mérése szakításos módszerrel

a) Helyezze a deszt. víz feliratú, leeresztő csappal ellátott edényt a mérőkeret alá. Töltse fel az edényt desztillált vízzel addig, hogy a vízszint pár mm magasan legyen a keret alsó éle felett. Gyors csepegtetéssel eressze le az edényből a vizet a deszt. víz feliratú gyűjtőedénybe, közben vegye fel az erő változását a gyűrű szakadásáig. Ekkor a csapot elzárva a pohárból töltse vissza a vizet a keret közepébe (nem a keretre!) és a szakítási kísérletet ismételje meg legalább kétszer!

  • Az erőt mindig az elszakadás előtti és a szakadás utáni feszültségszint különbségéből állapítsa meg!
  • A mérőkeret átmérője a szakítási élnél 91 mm.

b) Az a) mérést ismételje meg 10 %-os és 20 %-os alkohololdattal.

  • Figyelem! Az oldatokat mindig a koncentrációnak megfelelő feliratú edénybe töltse, majd a mérés végén ne öntse ki, hanem töltse vissza a megfelelő tároló edénybe. Ügyeljen rá, hogy az oldatok ne keveredjenek.

4. Desztillált víz felületi feszültségének hőmérséklet függése, Eötvös-féle szabály igazolása

A 4/a mérést ismételje meg desztillált vízzel 40 és 60 °C-os hőmérsékleten. A hőmérséklet méréséhez rögzítse a higanyszálas hőmérőt a bunsen állványhoz. A víz melegítése közben használjon mágneses keverőt, de az erőmérés előtt kapcsolja ki a keverőt, és várja meg, míg a vízfelszín megnyugszik. Ábrázolja a felületi feszültséget a hőmérséklet függvényében, és illesszen egyenest a mérési pontokra! Az egyenes paramétereiből határozza meg az Eötvös-állandót és a kritikus hőmérsékletet.


A lap eredeti címe: „https://fizipedia.bme.hu/index.php?title=Folyadékok_felületi_feszültségének_mérése&oldid=3174”