विषय

• कदम
• विधि 1 का 3: रॉकर आर्म का उपयोग करना
• विधि २ का ३: केशिका प्रभाव द्वारा
• विधि 3 का 3: एक सिक्के का उपयोग करके सापेक्ष सतह तनाव का निर्धारण कैसे करें
• आपको किस चीज़ की जरूरत है

सतह तनाव गुरुत्वाकर्षण का विरोध करने के लिए तरल पदार्थ की क्षमता का वर्णन करता है। उदाहरण के लिए, टेबलटॉप पर पानी बूंदों का निर्माण करता है क्योंकि पानी के अणु एक-दूसरे की ओर आकर्षित होते हैं, जो गुरुत्वाकर्षण का प्रतिकार करता है। यह सतही तनाव के कारण है कि भारी वस्तुएं, जैसे कि कीड़े, पानी की सतह पर पकड़ी जा सकती हैं। सतह के तनाव को इकाई लंबाई (एम), या ऊर्जा प्रति इकाई क्षेत्र से विभाजित बल (एन) में मापा जाता है। जिस बल के साथ पानी के अणु परस्पर क्रिया करते हैं (संयोजक बल) तनाव पैदा करता है, जिसके परिणामस्वरूप पानी (या अन्य तरल पदार्थ) की बूंदें होती हैं। सतह के तनाव को लगभग हर घर में पाई जाने वाली कुछ साधारण वस्तुओं और एक कैलकुलेटर से मापा जा सकता है।

कदम

विधि 1 का 3: रॉकर आर्म का उपयोग करना

1. 1 पृष्ठ तनाव का समीकरण लिखिए। इस प्रयोग में, पृष्ठ तनाव के निर्धारण के लिए समीकरण इस प्रकार है: एफ = 2एसडी, कहाँ पे एफ - न्यूटन में बल (एन), एस - प्रति मीटर न्यूटन में सतह तनाव (एन / एम), डी प्रयोग में प्रयुक्त सुई की लंबाई है। आइए इस समीकरण से पृष्ठ तनाव व्यक्त करें: एस = एफ / 2d.
   • प्रयोग के अंत में बल की गणना की जाएगी।
   • प्रयोग शुरू करने से पहले, सुई की लंबाई मीटर में मापने के लिए एक रूलर का उपयोग करें।
2. 2 एक छोटा घुमाव हाथ बनाएँ। यह प्रयोग एक घुमावदार भुजा और एक छोटी सुई का उपयोग करता है जो सतह के तनाव को निर्धारित करने के लिए पानी की सतह पर तैरती है।रॉकर आर्म के निर्माण पर सावधानीपूर्वक विचार करना आवश्यक है, क्योंकि परिणाम की सटीकता इस पर निर्भर करती है। आप विभिन्न सामग्रियों का उपयोग कर सकते हैं, मुख्य बात यह है कि किसी कठोर चीज़ से एक क्षैतिज पट्टी बनाना: लकड़ी, प्लास्टिक या मोटा कार्डबोर्ड।
   • रॉड के केंद्र का निर्धारण करें (उदाहरण के लिए, एक पुआल या प्लास्टिक शासक) जिसे आप क्रॉसबार के रूप में उपयोग करने जा रहे हैं, और इस जगह में एक छेद ड्रिल या पंच करें; यह क्रॉसबार का आधार होगा, जिस पर यह स्वतंत्र रूप से घूमेगा। यदि आप प्लास्टिक के स्ट्रॉ का उपयोग कर रहे हैं, तो बस इसे पिन या कील से छेद दें।
   • क्रॉसबीम के सिरों में ड्रिल या पंच छेद करें ताकि वे केंद्र से समान दूरी पर हों। वेट कप और सुई को टांगने के लिए धागों को छेदों से गुजारें।
   • यदि आवश्यक हो, तो बीम को क्षैतिज रखने के लिए किताबों या अन्य कठोर वस्तुओं के साथ बीम का समर्थन करें। यह आवश्यक है कि क्रॉसबार अपने बीच में फंसी कील या छड़ के चारों ओर स्वतंत्र रूप से घूमता है।
3. 3 एल्युमिनियम फॉयल का एक टुकड़ा लें और इसे एक बॉक्स या तश्तरी के आकार में रोल करें। यह बिल्कुल भी जरूरी नहीं है कि इस तश्तरी का आकार नियमित चौकोर या गोल हो। आप इसे पानी या किसी अन्य वजन से भर देंगे, इसलिए सुनिश्चित करें कि यह वजन का समर्थन कर सकता है।
   • बार के एक सिरे से टिन की पन्नी का डिब्बा या तश्तरी लटकाएं। तश्तरी के किनारों पर छोटे-छोटे छेद करें और उनमें धागा डालें ताकि तश्तरी बार से लटक जाए।
4. 4 बार के दूसरे छोर से एक सुई या पेपरक्लिप लटकाएं ताकि यह क्षैतिज हो। एक सुई या पेपरक्लिप को क्षैतिज रूप से उस धागे से बांधें जो बार के दूसरे छोर से लटका हो। प्रयोग सफल होने के लिए, सुई या पेपर क्लिप को बिल्कुल क्षैतिज रूप से रखना आवश्यक है।
5. 5 एल्यूमीनियम पन्नी कंटेनर को संतुलित करने के लिए बार पर कुछ रखें, जैसे प्लास्टिसिन। प्रयोग शुरू करने से पहले, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि क्रॉसबार क्षैतिज रूप से स्थित है। पन्नी तश्तरी सुई से भारी होती है, इसलिए तश्तरी के किनारे की पट्टी नीचे गिर जाएगी। बार के विपरीत दिशा में पर्याप्त प्लास्टिसिन संलग्न करें ताकि यह क्षैतिज हो।
   • इसे संतुलन कहते हैं।
6. 6 लटकती हुई सुई या पेपरक्लिप को पानी के कंटेनर में रखें। इस चरण में सुई को पानी की सतह पर रखने के लिए अतिरिक्त प्रयास की आवश्यकता होगी। सुनिश्चित करें कि सुई पानी में न डूबे। पानी (या अज्ञात सतह तनाव का कोई अन्य तरल) के साथ एक कंटेनर भरें और इसे लटकती सुई के नीचे रखें ताकि सुई सीधे तरल की सतह पर हो।
   • सुनिश्चित करें कि सुई पकड़ने वाली रस्सी जगह पर बनी हुई है और पर्याप्त रूप से तंग है।
7. 7 छोटे पैमाने पर कुछ पिंस या पानी की मापी गई बूंदों की एक छोटी मात्रा को तौलें। आप रॉकर पर एल्यूमीनियम तश्तरी में एक पिन या पानी की एक बूंद डालेंगे। इस मामले में, सटीक वजन जानना आवश्यक है जिस पर सुई पानी की सतह से निकल जाएगी।
   • पिन या पानी की बूंदों की संख्या गिनें और उनका वजन करें।
   • एक पिन या पानी की एक बूंद का वजन निर्धारित करें। ऐसा करने के लिए, कुल वजन को पिन या बूंदों की संख्या से विभाजित करें।
   • मान लीजिए 30 पिन का वजन 15 ग्राम है, तो 15/30 = 0.5, यानी एक पिन का वजन 0.5 ग्राम है।
8. 8 एक एल्यूमीनियम पन्नी तश्तरी में एक-एक करके पिन या पानी की बूंदें डालें जब तक कि सुई पानी की सतह से बाहर न आ जाए। धीरे-धीरे एक पिन या पानी की एक बूंद डालें। सुई को ध्यान से देखें ताकि उस पल को न चूकें जब वजन में अगली वृद्धि के बाद वह पानी से उतर जाए। एक बार जब सुई तरल की सतह से निकल जाए, तो पिन या पानी की बूंदों को जोड़ना बंद कर दें।
   • पिन या पानी की बूंदों की संख्या की गणना करें जिससे बार के विपरीत छोर पर सुई पानी की सतह से निकल जाए।
   • परिणाम लिखिए।
   • अधिक सटीक परिणाम प्राप्त करने के लिए प्रयोग को कई (5 या 6) बार दोहराएं।
   • प्राप्त परिणामों के औसत की गणना करें। ऐसा करने के लिए, सभी प्रयोगों में पिन या बूंदों की संख्या जोड़ें और कुल को प्रयोगों की संख्या से विभाजित करें।
9. 9 पिन की संख्या को ताकत में बदलें। ऐसा करने के लिए, ग्राम की संख्या को 0.00981 N / g से गुणा करें। सतह तनाव की गणना करने के लिए, आपको पानी की सतह से सुई को उठाने के लिए आवश्यक बल को जानना होगा। चूंकि आपने बल को निर्धारित करने के लिए पिछले चरण में पिनों के वजन की गणना की थी, आपको बस उस वजन को 0.00981 N / g से गुणा करना होगा।
   • तश्तरी में पिनों की संख्या को एक पिन के भार से गुणा करें। उदाहरण के लिए, यदि आप 0.5 ग्राम वजन वाले 5 पिन लगाते हैं, तो उनका कुल वजन 0.5 ग्राम / पिन = 5 x 0.5 = 2.5 ग्राम होता है।
   • ग्राम की संख्या को 0.00981 एन / जी के कारक से गुणा करें: 2.5 x 0.00981 = 0.025 एन।
10. 10 इन मानों को समीकरण में प्लग करें और वह मान ढूंढें जिसे आप ढूंढ रहे हैं। प्रयोग के दौरान प्राप्त परिणामों का उपयोग पृष्ठ तनाव को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। बस आपके द्वारा खोजे गए मानों को प्लग इन करें और परिणाम की गणना करें।
    • मान लें कि ऊपर के उदाहरण में सुई की लंबाई 0.025 मीटर है। मानों को समीकरण में प्रतिस्थापित करने पर हम प्राप्त करते हैं: S = F / 2d = 0.025 N / (2 x 0.025) = 0.05 N / m। अत: द्रव का पृष्ठ तनाव 0.05 N/m है।

विधि २ का ३: केशिका प्रभाव द्वारा

1. 1 केशिका प्रभाव के बारे में जानें। केशिका परिघटना को समझने के लिए, पहले व्यक्ति को आसंजन और सामंजस्य की शक्तियों से परिचित होना चाहिए। आसंजन के कारण द्रव कांच जैसी कठोर सतह से चिपक जाता है। संसजन बल के कारण द्रव के अणु एक-दूसरे की ओर आकर्षित होते हैं।आसंजन और संसजन की शक्तियों की संयुक्त क्रिया के कारण द्रव पतली नलियों में ऊपर उठता है।
   • नली में द्रव के उदय की ऊँचाई से इस द्रव के पृष्ठ तनाव की गणना की जा सकती है।
   • संयोजी बल सतह पर बुलबुले और बूंदों के निर्माण की ओर ले जाते हैं। जब कोई तरल हवा के संपर्क में आता है, तो तरल के अणु एक दूसरे की ओर आकर्षित होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक बुलबुला बनता है।
   • आसंजन एक मेनिस्कस के गठन की ओर जाता है, जो कांच की दीवारों के साथ तरल के संपर्क के बिंदुओं पर ध्यान देने योग्य है। मेनिस्कस का अवतल आकार नग्न आंखों को दिखाई देता है।
   • केशिका प्रभाव का एक उदाहरण एक गिलास पानी में रखे पुआल में तरल का ऊपर उठना है।
2. 2 पृष्ठ तनाव ज्ञात करने के लिए समीकरण लिखिए। सतह तनाव की गणना निम्नानुसार की जाती है: एस = (ρhga / 2), कहाँ पे एस - सतह तनाव, ρ - जांच किए गए तरल का घनत्व, एच - ट्यूब में तरल वृद्धि की ऊंचाई, जी - द्रव पर कार्य करने वाले गुरुत्वाकर्षण के कारण गुरुत्वाकर्षण का त्वरण (9.8 m / s), ए केशिका नली की त्रिज्या है।
   • इस समीकरण में डेटा को प्रतिस्थापित करते समय, सुनिश्चित करें कि वे मीट्रिक इकाइयों में व्यक्त किए गए हैं: किलो / मीटर में घनत्व, मीटर में ऊंचाई और त्रिज्या, मीटर में गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण।
   • यदि तरल का घनत्व पहले से नहीं दिया गया है, तो इसे हैंडबुक में पाया जा सकता है या सूत्र घनत्व = द्रव्यमान / आयतन का उपयोग करके गणना की जा सकती है।
   • सतह तनाव को न्यूटन प्रति मीटर (N/m) में मापा जाता है। न्यूटन 1 किग्रा * मी / सेक के बराबर है। माप की इकाइयों को स्वतंत्र रूप से निर्धारित करने के लिए, केवल उन्हें संख्यात्मक मानों के बिना समीकरण में स्थानापन्न करें: S = kg / m * m * m / s * m। यदि हम अंश और हर में दो मीटर कम करते हैं, तो हम प्राप्त करते हैं 1 किग्रा * मी / एस / मी, यानी 1 एन / मी।
3. 3 कंटेनर में अज्ञात सतह तनाव का तरल डालें। एक उथली प्लेट या कटोरी लें और उसमें तरल डालें ताकि वह नीचे से 2 से 3 सेंटीमीटर तक ढक जाए। तरल की मात्रा मायने नहीं रखती, मुख्य बात यह है कि यह स्पष्ट रूप से दिखाई देता है कि यह केशिका ट्यूब में कितना ऊपर उठेगा।
   • यदि आप अलग-अलग तरल पदार्थों के साथ प्रयोग करने जा रहे हैं, तो प्लेट में एक अलग तरल डालने से पहले प्लेट को अच्छी तरह से साफ और सुखा लें, या हर बार एक अलग कंटेनर का उपयोग करें।
4. 4 तरल में एक साफ, पतली ट्यूब डुबोएं। इस ट्यूब में तरल पदार्थ के उठने की ऊंचाई से आप पृष्ठ तनाव का निर्धारण करेंगे।ट्यूबिंग को साफ रखें ताकि आप स्पष्ट रूप से देख सकें कि डिश में तरल अपने स्तर से कितना ऊपर उठेगा। इसके अलावा, ट्यूब में एक स्थिर त्रिज्या होनी चाहिए।
   • त्रिज्या को मापने के लिए, बस एक रूलर को ट्यूब के शीर्ष पर रखें और व्यास निर्धारित करें। फिर व्यास को 2 से विभाजित करें और आप त्रिज्या पाएंगे।
5. 5 प्लेट में तरल अपने स्तर से ऊपर उठने की ऊँचाई को मापें। रूलर के किनारे को ट्रे में तरल की सतह पर ले जाएँ और निर्धारित करें कि ट्यूब में तरल कितना ऊपर उठ गया है। ट्यूब में पानी बढ़ जाता है क्योंकि सतह के तनाव का भार गुरुत्वाकर्षण के खींचने वाले बल से अधिक हो जाता है।
6. 6 इन मानों को समीकरण में प्लग करें और गणना करें। सभी आवश्यक मान निर्धारित करने के बाद, उन्हें समीकरण में जोड़ें और पृष्ठ तनाव ज्ञात करें। सही परिणाम प्राप्त करने के लिए सभी मानों को मीट्रिक इकाइयों में बदलना सुनिश्चित करें।
   • मान लीजिए हम पानी का पृष्ठ तनाव माप रहे हैं। पानी का घनत्व लगभग 1 किग्रा / एम 3 है (इस उदाहरण में हम अनुमानित मूल्यों का उपयोग कर रहे हैं)। गुरुत्वीय त्वरण 9.8 m/s है। माना ट्यूब की त्रिज्या 0.029 मीटर है, और पानी 0.5 मीटर की ऊंचाई तक बढ़ गया है। पानी की सतह तनाव क्या है?
   • प्राप्त मानों को समीकरण में रखें और प्राप्त करें: S = (ρhga / 2) = (1 x 9.8 x 0.029 x 0.5) / 2 = 0.1421 / 2 = 0.071 J / m।

विधि 3 का 3: एक सिक्के का उपयोग करके सापेक्ष सतह तनाव का निर्धारण कैसे करें

1. 1 अपनी जरूरत की हर चीज इकट्ठा करो। इस प्रयोग के लिए, आपको एक आईड्रॉपर, एक सूखा सिक्का, पानी, एक छोटा कटोरा, डिशवॉशिंग तरल, वनस्पति तेल और एक तौलिया की आवश्यकता होगी। ये सभी घर पर मिल सकते हैं या आपके स्थानीय स्टोर पर खरीदे जा सकते हैं। आप डिश सोप और वनस्पति तेल के बिना कर सकते हैं, लेकिन तुलना के लिए आपको कुछ अलग तरल पदार्थों की आवश्यकता होगी।
   • प्रयोग शुरू करने से पहले सुनिश्चित करें कि सिक्का साफ और सूखा है। यदि आप गीले सिक्के का उपयोग करते हैं, तो आपको गलत परिणाम मिलेंगे।
   • यह प्रयोग पृष्ठ तनाव की गणना की अनुमति नहीं देता है, इसका उपयोग केवल विभिन्न तरल पदार्थों के सतह तनाव की तुलना करने के लिए किया जा सकता है।
2. 2 सिक्के की सतह पर एक बार में तरल की एक बूंद गिराएं। सिक्के को किसी ऐसे तौलिये या अन्य सतह पर रखें जो गीला होने के लिए सुरक्षित हो। पिपेट में पहला तरल लें, और फिर धीरे-धीरे सिक्के पर एक बूंद डालें। ऐसा करते समय बूंदों को गिनें। सिक्के के बाहर तरल फैलने तक जारी रखें।
   • रिकॉर्ड करें कि सिक्के के बाहर तरल को फैलने में कितनी बूँदें लगीं।
3. 3 इस प्रक्रिया को अलग-अलग तरल पदार्थों के साथ दोहराएं। हर बार जब आप तरल पदार्थ बदलते हैं तो सिक्के को साफ और सुखाएं। उस सतह को भी सुखा लें जिस पर आप सिक्का रखते हैं। नए प्रयोग से पहले विभिन्न पिपेट का प्रयोग करें या पिपेट को साफ करें।
   • पानी में कुछ डिश सोप मिलाने की कोशिश करें, फिर एक सिक्के पर पानी टपकाएँ और देखें कि क्या सतह का तनाव बदलता है।
4. 4 एक सिक्के को भरने के लिए विभिन्न द्रवों के लिए आवश्यक बूंदों की संख्या की तुलना करें। परिणाम सटीक हैं या नहीं यह देखने के लिए एक ही तरल के साथ प्रयोग को कई बार दोहराने का प्रयास करें। परिणामों का औसत: विभिन्न प्रयोगों में बूंदों की संख्या जोड़ें और कुल को प्रयोगों की संख्या से विभाजित करें। लिखिए कि सिक्के को भरने में विभिन्न द्रवों को कितनी बूँदें लगीं।
   • एक सिक्के को भरने के लिए दिए गए द्रव की जितनी अधिक बूंदों की आवश्यकता होती है, इस तरल का पृष्ठ तनाव उतना ही अधिक होता है।
   • डिशवॉशिंग डिटर्जेंट पानी की सतह के तनाव को कम करता है; इसे जोड़ने पर सिक्के को भरने में कम बूँदें लगेंगी।

आपको किस चीज़ की जरूरत है

• एक पुआल, प्लास्टिक शासक, या अन्य कठोर छड़
• धागा
• अल्मूनियम फोएल
• प्लास्टिसिन या ऐसा ही कुछ
• बार पकड़ने के लिए लंबी सुई या कील
• पेपर क्लिप या पानी की सुई
• रॉकर आर्म का समर्थन करने के लिए किताबें या अन्य विशाल वस्तुएं
• कैलकुलेटर
• छोटी क्षमता
• पानी
• आईड्रॉपर या पिन
• छोटे पैमाने
• उथला डिश