Oberflächenspannung einer Seifenblase

 

Eine unvollständige, aber für den ein oder anderen möglicherweise hilfreiche Auswertung zur Oberflächenspannung einer Seifenblase.

 

Versuchsziel:

Anhand der Messungen wollen wir die Richtigkeit der Formel d.h. den reziproken Zusammenhang von p und r nachweisen.

 

Anschließend wird die Oberflächenspannung σ bestimmt.

 

Mit oben abgebildeter  Versuchsanordnung werden folgende Daten gesammelt:

 

-          Neigungszahl am Schrägrohrmanometer

-          Skalenwert am Schrägrohrmanometer

-          Bildgröße D

-          Strichmaßstab

-          Abbildungsverhältnis

 

 

Daraus können anschließend folgende Werte berechnet werden:

 

-          Druck

-          Radius der Seifenblase

-          Kehrwert des Radius

-          Oberflächenspannung σ

 

Voraussetzung:  Alle Geräte müssen optimal eingestellt sein . Die Versuchsanordnung darf während des Versuches nicht berührt werden, um eine mögliche Messungenauigkeit zu verringern.

Zuerst wird in der Halterung an der Projektionswand ein Millimeterpapier  eingespannt. Anschließend wird der Strichmaßstab auf der Projektionswand abgebildet , indem man diesen an dem Objektring unter dem Glasröhrchen anbringt.

Nachdem der Strichmaßstab auf dem Millimeterpapier markiert wurde, wird die Luftblase langsam aufgeblasen. Die Messung wird bei dem größten Durchmesser der Blase begonnen und hört bei dem kleinsten noch messbaren Durchmesser auf . Markiert wird jeweils der Durchmesser und der dazugehörige Wert an der Manometerskala .

Auf diese Weise werden fünf Messungen durchgeführt .

 

Auswertung

a)

Unsicherheit  ∆p

 

Große Blase der Messreihe V                                                           Kleine Blase der Messreihe V

S_l=     l=290   p=  11.6 Pa                                                              S_l=     l=600   p=  24 Pa

à S_{P(GroßeBlase)}= 0.23 Pa                                                                       à S_{P(KleineBlase)}= 0.23 Pa

 

Unsicherheit  ∆r

 

 

Große Blase der Messreihe V

S_D=         D= 87 mm         S_a=        a= 10 mm       s_b =     r=  6.7 mm

 

à S_{r(GroßeBlase)}= 0.076mm

 

Kleine Blase der Messreihe V

S_D=         D= 40 mm         S_a=        a= 10 mm       s_b=    r=  3 mm

 

à S_{r(Kleine Blase)}= 0.051 mm

 

Ansatz 2:

Überprüfung der Beziehung:

=                                            

Im Gegensatz zur theoretischen Gleichung  ordnen sich die Wertepaare nicht in einer Ursprungsgeraden an, was anhand der Graphen zu sehen ist.  Dies liegt an der Ungenauigkeit des Messens bei der Durchführung des Versuches.

 

Geradensteigungen:

 

 

Blase1:  0,054 Pa*m

Blase2:  0,067 Pa*m

Blase3:  0,059 Pa*m

Blase4:  0,060 Pa*m

Blase5:  0,065 Pa*m

 

 

Mittelwert aller Geradensteigungen:

 

Oberflächenspannung= =Pa*m

S_{Oberflächenspannung}=Pa*m