Kezdőlap


Feladat:	112. fizika mérési feladat	Korcsoport: 16-17	Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):	Hoffmann E. Andrea , Márkus Gábor , Tőkei Zsolt
Füzet:	1989/május, 236 - 237. oldal		PDF \| MathML
Témakör(ök):	Mechanikai mérés, Felületi feszültségből származó erő, Mérési feladat
Hivatkozás(ok):	Feladatok: 1988/december: 112. fizika mérési feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

A feladathoz tartozó elméleti ismeretek a gimnáziumi első osztályos fizika könyvben szerepelnek érintőlegesen. A legtöbb megoldó ennél bővebb leírást is talált, pl. Budó: Kísérleti fizika, I. kötet, 69. §, mely szerint $α = p \cdot R / 4$ . Az összefüggésben $R$ az oldatból fújt buborék sugarát, $p$ a buborék belsejében uralkodó túlnyomást, $α$ pedig a felületi feszültséget jelöli.

A feladat tényleges megoldását megnehezítette az eszközigény, legalábbis az "otthoni" felszerelésekhez képest. Ezzel kapcsolatban annyit tudunk ajánlani, hogy forduljatok bizalommal fizika tanáraitokhoz a mérési feladat gyakorlati kivitelezésekor. (Azok a beküldők, akik a mérést nem végezték el, nem kaptak pontot.)

1. ábra

A megoldók többsége az 1. ábrán látható összeállítás szerint dolgozott. Viszonylag pontos mérési eredmény eléréséhez néhány dologra különösen kellett ügyelni, ezekre szeretnénk most felhívni a figyelmet.
1. Alapvető a buborék átmérőjének pontos lemérése. Ez jól megoldható egyszerű árnyékvetítéssel, pl. úgy, hogy átlátszó milliméterpapírt is kivetítünk az ernyőre a buborékkal együtt (Tőkei Zsolt).
2. A "CS'' csap szerepe az, hogy a folyadékmanométert, a buborékot és a fújócsövet tetszőlegesen összenyithassuk (Hoffmann E. Andrea).
3. Mivel a buborék túlnyomása nagyon kicsi, méréséhez a vízszinteshez képest kis

ε

szöggel megdöntött manométer csövet használunk. Így kis nyomásváltozás is mérhető elmozdulást eredményez a folyadékszintekben (Márkus Gábor).
A mérési eredményeket tekintve sokan kapták meg a helyes eredményt, nevezetesen azt, hogy kis töménységű oldatoknál a koncentráció növelésével a felületi feszültség rohamosan csökken, majd bizonyos töménység elérése után alig változik. A 2. ábra Biomix mosóporral végzett mérés eredményét mutatja. A felületi feszültség értékét a súlyszázalékban adott koncentráció függvényében ábrázoltuk. A mérés pontossága

10 - 20 %

, a legnagyobb pontatlanságot a kis nyomáskülönbségek mérése okozza.

2. ábra

Kis koncentráció esetén nem tudunk előállítani buborékot, így a görbe zérushoz közeli darabja pl. csepegtetős módszerrel mérhető ki. (Ezt a részt szaggatott vonallal jelöltük az ábrán.)
Különböző mosószerek felületi feszültségére

3

súlyszázalékos koncentrációnál az alábbi értékek adódtak:

\begin{matrix} Perlux & 4, 0 \cdot 10^{- 2} N/m, \\ Biomix & 3, 8 \cdot 10^{- 2} N/m, \\ Ultra & 3, 1 \cdot 10^{- 2} N/m, \\ Tomi Brill & 3, 0 \cdot 10^{- 2} N/m, \\ Fenyő habfürdő & 2, 6 \cdot 10^{- 2} N/m. \end{matrix}