Tegangan permukaan dan kapilaritas – praktikum mikroskop geser

FisikaGaya dan dinamikaUsia 15–16Lab virtual

Gunakan di kelas saya

Praktikum virtual untuk mengukur tegangan permukaan γ dengan pipa kapiler dan mikroskop geser: baca kedua dinding dalam pipa untuk jari-jari r, dasar meniskus dan permukaan datar untuk kenaikan h, lalu hitung γ = rhρg/(2cosθ). Dua layar lain menunjukkan kelebihan tekanan dalam tetes dan gelembung (Δp = 2γ/r, 4γ/r) serta jarum baja yang terapung di air; suhu dan deterjen menurunkan γ.

Pelajaran: Tegangan permukaan dan kapilaritas

Yang ditunjukkan

Permukaan zat cair berperilaku seperti kulit yang teregang: di sepanjang garis mana pun, tegangan permukaan γ menarik dengan gaya γ per meter. Dalam pipa kaca yang sempit, permukaan bertemu dinding dengan sudut kontak θ, dan zat cair naik (θ < 90°, air) atau turun (θ > 90°, raksa) sampai h = 2γcosθ/(ρgr). Permukaan lengkung juga menaikkan tekanan di dalamnya sebesar 2γ/r, atau 4γ/r untuk lapisan sabun yang punya dua permukaan. Pemanasan dan deterjen menurunkan γ. Model ini mengabaikan volume meniskus dan gaya apung pada jarum.

Cara menggunakan

Di Kenaikan kapiler (praktikum), geser mikroskop dengan Mikroskop – skala mendatar x dan Mikroskop – skala tegak y, atau ketuk gambar gelas. Tepatkan benang silang pada setiap tepi lalu tekan Catat bacaan untuk empat langkah; setiap pipa memberi satu baris tabel. Ubah Zat cair, Suhu T, dan Konsentrasi deterjen c lalu bandingkan. Tab lain membahas tetes, gelembung, dan jarum terapung.

Parameter yang dapat diubah

  • Layar Kenaikan kapiler (praktikum), Tetes dan gelembung, Jarum terapung
  • Zat cair Air, Etanol, Raksa
  • Suhu 0–80 °C
  • Konsentrasi deterjen 0–10 mmol/L
  • Permukaan lengkung Tetes zat cair, Gelembung udara dalam zat cair, Gelembung sabun
  • Jari-jari tetes atau gelembung 0,1–50 mm
  • Diameter jarum 0,2–2 mm

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Mengapa air naik lebih tinggi dalam pipa yang lebih sempit, sedangkan raksa turun?
  2. Bagaimana deterjen mengubah kenaikan kapiler, dan mengapa?
  3. Mengapa kelebihan tekanan dalam gelembung sabun dua kali tekanan dalam tetes yang sama besar?