实验一 液体的表面张力系数测量
液体表面张力系数的测定
实验名称：液体表面张力系数的测定实验目的：1. 了解焦利氏秤的测量原理和测量方法。
2.学习利用拉脱法测量自来水的表面张力系数。
实验仪器：焦利氏秤、砝码托盘、金属环、金属框、镊子、砝码、游标卡尺、螺旋测微器、烧杯。
原始数据记录：表1：悬挂不同数量的砝码时，焦利氏称的读数主要仪器：焦利氏秤、砝码托盘、金属环、金属框、镊子、砝码、游标卡尺、螺旋测微器、烧杯。
精度：0.1表2：金属框拉脱液膜时，焦利氏称的读数主要仪器：焦利氏秤、砝码托盘、金属环、金属框、镊子、砝码、游标卡尺、螺旋测微器、烧杯。
表3：金属环拉脱液膜时，焦利氏称的读数主要仪器：焦利氏秤、砝码托盘、金属环、金属框、镊子、砝码、游标卡尺、螺旋测微器、烧杯。
数据处理：1.用逐差法求弹簧的倔强系数2.用金属框测量液体的表面张力系数3.用金属环测量液体的表面张力系数实验原理：1. 液体分子受力情况液体表面层中分子的受力情况与液体内部不同。
在液体内部，分子在各个方向上受力均匀，合力为零。
而在表面层中，由于液面上方气体分子数较少，使得表面层中的分子受到向上的引力小于向下的引力，合力不为零，这个合力垂直于液体表面并指向液体内部，如图1所示。
所以，表面层的分子有从液面挤入液体内部的倾向，从而使得液体的表面自然收缩，直到达到动态平衡(即表面层中分子挤入液体内部的速率与液体内部分子热运动而达到液面的速率相等)。
这时，就整个液面来说，如同拉紧的弹性薄膜，这种沿着表面，使液面收缩的力称为表面张力。
图1 液体分子受力示意图2.液体表面张力系数将一表面清洁的长度为l 、金属丝直径为d 的矩形金属框竖直浸入水中，使其底面水平并轻轻提起。
当金属框底面与水面相平，或略高于水面时，由于液体表面张力的作用，金属框的四周将带起一部分水，使水面弯曲，呈图2所示的形状。
这时，金属框在竖直方向上受到三个力：金属框的重力mg 、向上的拉力F 以及水表面对金属框的表面张力ϕcos f ，φ为水面与金属框侧面的夹角，称为接触角。
液体表面张力系数的测定
实验内容：
1.测量弹簧的劲度系数：k 按要求调节仪器，使刻有横线的小镜子穿过玻璃套 筒的内部。调节底脚螺钉，使小镜子沿竖直方向振动时 不与玻璃套筒发生磨擦，然后旋转手轮使小镜子上的刻 线、玻璃套筒上的刻线与玻璃套筒上的刻线在小镜子里 的像三者相互对齐，即所谓“三线对齐”。用这种方法 保证弹簧的下端的位置是固定不变的，而弹簧的上端可 以向上拉伸。
步骤：
① 挂好弹簧、小镜子及砝码盘，调节两个地脚
kF
螺丝使焦利秤杆垂直与地面，使小镜子铅直不与玻璃
套筒的内壁磨擦，然后旋动手轮，使“三线对齐”。
g g
记录游标零线所指示的主尺上的读数li
② 依次在砝码盘中加入0.5 g，1.0 g ，…，4.5
的砝码，使“三线对齐”，记下标尺上相应读数，然
后再逐次取出0.5 的砝码，按上述方法记下标尺上相
根据胡克定律，在弹性限度内，弹簧的伸长量与所
加外力成正比，即 ：F kl
物理实验教学示范中心 式中是弹簧的劲度系数，对一特定的弹簧，值是确定
的，如果我们将已知重量的砝码加在砝码盘中，测出
弹簧的伸长量，即可由上式算出弹簧的k值，这一步骤
称为焦利秤的校准。利用校准后的焦利秤，就可测出
弹簧的伸长量，从而求得作用于弹簧上的外力
件）。旋转手轮，同时旋转平台螺钉使液面刚好与金属
丝框横边接触，读出刻度读数 y1，再旋转手轮使弹簧上
升，同时旋转在平台螺钉使烧杯下降 ,始终保持“三线对
齐”，直至液膜破裂为止，记下刻度读数y2 则:
h y2 y1 水膜重量与拉力相比很小，因此不要求
将h
a ⑷测测量得∏很型精框确金。属丝的直径：
应的读数。求出相同拉力下读数的平均值，用逐差法
表面张力系数的测定实验报告
表面张力系数的测定实验报告一、实验目的1、掌握用拉脱法测量液体表面张力系数的原理和方法。
2、学习使用力敏传感器测量微小力的原理和方法。
3、加深对液体表面现象的理解。
二、实验原理液体表面层内分子相互作用的结果使得液体表面犹如张紧的弹性薄膜，具有收缩的趋势。
存在于液体表面上的这种张力称为表面张力。
设想在液面上作一长为 L 的线段，线段两边的液面均存在与线段垂直且沿液面切线方向的拉力 f，拉力 f 的大小与线段长度 L 成正比，比例系数即为液体的表面张力系数σ，其表达式为：σ ＝ f ／ L 。
本实验采用拉脱法测量液体的表面张力系数。
将一金属片框水平浸入液体中，然后缓慢向上提拉，在液膜即将破裂的瞬间，拉力 F 等于金属框所受的重力 mg 与液膜对框向下的拉力 f 之和。
由于液膜对框的拉力 f 等于表面张力系数σ 与所拉出液膜周长的乘积，即 f ＝2σ(L1 ＋L2) ，其中 L1 和 L2 分别为金属框的内、外边长。
当拉力 F 等于重力 mg 与液膜拉力 f 之和时，有：F ＝ mg ＋2σ(L1 ＋ L2) ，则表面张力系数为：σ ＝（F mg) ／ 2(L1 ＋ L2) 。
在实验中，力 F 可以通过力敏传感器测量，金属框的质量 m 可以用天平称量，L1 和 L2 可以用游标卡尺测量。
三、实验仪器1、力敏传感器及数字电压表。
2、铁架台。
3、金属框。
4、游标卡尺。
5、待测液体（如水）。
6、托盘天平。
7、烧杯。
四、实验步骤1、用游标卡尺测量金属框的内、外边长 L1 和 L2 ，各测量 5 次，取平均值。
2、调节铁架台，将力敏传感器固定在铁架台上，并使其测量端朝下。
3、将数字电压表与力敏传感器连接，调零。
4、用托盘天平称量金属框的质量 m 。
5、在烧杯中倒入适量的待测液体，将金属框水平浸入液体中，深度约为 3 5mm 。
6、缓慢向上提拉金属框，观察数字电压表的示数变化。
当液膜即将破裂时，记录数字电压表的示数 U 。
液体表面张力系数的测定实验报告
液体表面张力系数的测定实验报告液体表面张力系数的测定实验报告引言：液体表面张力是液体分子间相互作用力在液体表面产生的结果，是液体表面分子间的一种特殊力。
液体表面张力的大小对于液体的性质和应用有着重要的影响，因此准确测定液体表面张力系数具有重要的科学意义和实际应用价值。
实验目的：本实验旨在通过测定液体表面张力系数，了解液体的性质和分子间相互作用力，掌握测定液体表面张力的方法和技巧。
实验原理：液体表面张力系数的测定常用的方法有测量液体表面降低高度法和测量液滴形状法。
本实验采用测量液滴形状法。
实验仪器和药品：1. 精密天平2. 滴定管3. 滴定管架4. 滴定瓶5. 蒸馏水6. 乙醇溶液实验步骤：1. 将实验室温度调至恒定，避免温度对实验结果的影响。
2. 用精密天平称取一定质量的滴定瓶。
3. 在滴定管架上放置一只干净的滴定管。
4. 将滴定瓶倒置并将液体滴入滴定管中，直到滴定管口外溢。
5. 记录液滴的质量和滴定管口外溢的时间。
6. 重复以上步骤3-5，每次使用不同的液体进行实验。
实验数据处理：根据实验数据，可以计算液体表面张力系数。
液体表面张力系数的计算公式为：γ =(4Mg) / (πd^2t)其中，γ为液体表面张力系数，M为液滴的质量，g为重力加速度，d为液滴的直径，t为滴定管口外溢的时间。
实验结果与分析：通过实验测量和计算，得到了不同液体的表面张力系数。
结果显示，乙醇溶液的表面张力系数较大，说明乙醇溶液的分子间相互作用力较强；而蒸馏水的表面张力系数较小，说明蒸馏水的分子间相互作用力较弱。
结论：通过本实验的测定，我们成功地测量了不同液体的表面张力系数，并得出了相应的结论。
液体表面张力系数的测定对于了解液体的性质和分子间相互作用力具有重要意义，对于液体的应用和研究也具有实际价值。
实验中可能存在的误差：1. 实验过程中，滴定管口外溢的时间可能受到人为操作的影响，导致实验结果的误差。
2. 液滴的直径的测量可能存在一定的误差，影响了液体表面张力系数的计算结果。
液体表面张力系数的测量实验
实验六 液体表面张力系数的测定【目的】1．用片码对硅压阻力敏传感器进行定标，计算该传感器的灵敏度，学习传感器的定标方法。
2．学会用拉脱法测量纯水和其它液体的表面张力系数。
【器材】FD-NST-B 型液体表面张力系数测定仪，铝合金吊环，玻璃器皿，镊子，片码。
【仪器简介】FD-NST-B 型液体表面张力系数测量实验仪主要由实验装置和实验主机以及吊环、片码等配件组成，如图1所示。
图1 液体表面张力系数测定仪装置【原理】液体表面存在着使液面收缩到最小趋势的表面张力，若在液体表面划一长为L 的线段，则线段两边的液面均有一个与液面相切且垂直于线段的表面张力f ，其大小与线段长度L 成正比，即L f α= （1）式中α称为液体的表面张力系数，单位为N ⋅M -1，在数值上等于单位长度上的表面张力。
实验证明，表面张力系数的大小与液体的温度、纯度、种类和它上方的气体成分有关。
温度越高，液体中所含杂质越多，则表面张力系数越小。
将内径为D 1，外径为D 2的金属吊环悬挂在传感器上，将该环浸没于液体中，并渐渐拉起吊环，吊环就会拉起一个与液体相连的水柱。
由于表面张力等力的作用，传感器上的拉力逐渐达到最大值然后开始下降，假设拉脱前瞬间拉力为F 。
则F 应当是金属环重力G 与水柱拉引金属环的表面张力f 之和，即f G F += （2）由于水柱有两个液面，且两液面的直径与金属环的内外径相同，则有)(21D D f +=απ （3）图2 液膜拉破前瞬间的受力分析图所以液体的表面张力系数为：)](/[21D D f +=πα （4）表面张力的数值一般很小，测量微小力必须用特殊的仪器。
本实验用FD-NST-B 型液体表面张力系数测定仪进行测量。
FD-NST-B 型液体表面张力系数测定仪用到的测力计是硅压阻力敏传感器，该传感器灵敏度高，线性和稳定性好，以数字式电压表输出显示。
若力敏传感器拉力为F 时，数字式电压表的示数为U ，则有BUF =（5） 式中B 表示力敏传感器的灵敏度，单位V/N 。
液体表面张力系数测定实验报告
液体表面张力系数测定实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过测定液体表面张力系数的实验，掌握测定液体表面张力系数的方法和技巧，了解液体表面张力系数与温度、液体种类等因素的关系，加深对液体表面张力的理解。
二、实验原理。
液体的表面张力是指在液体表面上的一层分子受到的合力，使得表面上的液体分子呈现出对内聚力的表现。
液体的表面张力系数可以用下式表示：γ = F / L。
其中，γ为液体的表面张力系数，F为液体表面张力的大小，L为液体表面的长度。
实验中，我们将通过测定液体表面张力系数的实验来求得液体的表面张力系数。
三、实验仪器与试剂。
1. 二号烧瓶。
2. 纯水。
3. 毛细管。
4. 电子天平。
5. 温度计。
6. 实验台。
四、实验步骤。
1. 将烧瓶内装满纯水，并在水面上插入毛细管。
2. 用电子天平测定毛细管上升的质量m。
3. 用温度计测定水的温度T。
4. 根据实验数据，计算出液体表面张力系数γ。
五、实验数据记录与处理。
实验数据如下：水的质量m = 0.05g。
水的温度T = 25℃。
根据实验数据，我们可以计算出水的表面张力系数γ如下：γ = (2 m g) / (π d h)。
其中，g为重力加速度，取9.8m/s²；d为毛细管的直径，取0.5mm；h为毛细管上升的高度。
经过计算，我们得到水的表面张力系数γ约为0.072N/m。
六、实验结果与分析。
通过实验测定，我们得到水的表面张力系数γ约为0.072N/m。
根据实验结果，我们可以得出结论，水的表面张力系数与温度成反比，温度越高，水的表面张力系数越小；水的表面张力系数与液体种类有关，不同液体的表面张力系数不同。
七、实验总结。
本次实验通过测定液体表面张力系数的实验，我们掌握了测定液体表面张力系数的方法和技巧，了解了液体表面张力系数与温度、液体种类等因素的关系。
通过实验，我们加深了对液体表面张力的理解，为今后的学习和科研工作打下了坚实的基础。
八、参考文献。
1. 《物理化学实验指导》，XXX，XXX出版社，200X年。
液体表面张力系数的测定实验报告
液体表面张力系数的测定实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过测定液体表面张力系数的实验，掌握液体表面张力系数的测定方法，加深对表面张力的理解，提高实验操作能力。
二、实验原理。
液体表面张力系数是表征液体分子间相互作用力的物理量，通常用$\gamma$表示。
液体表面张力系数的测定方法有很多种，常用的有悬铁环法、悬滴法、悬水滴法等。
本实验采用悬水滴法测定液体表面张力系数。
三、实验仪器和试剂。
1. 一台天平。
2. 一根细丝。
3. 一根细管。
4. 一根毛细管。
5. 一根水平的细管。
6. 一些水。
四、实验步骤。
1. 将一根细丝固定在天平上，使其水平。
2. 用细管将水滴在细丝上，形成一个悬水滴。
3. 用毛细管在悬水滴下方加入一些水，使悬水滴增大，直到悬水滴脱落。
4. 测量水滴的质量$m$，并记录下悬水滴的直径$d$。
五、实验数据处理。
根据实验数据，可以计算出液体表面张力系数$\gamma$的值。
根据悬水滴法的原理，液体表面张力系数$\gamma$与水滴的质量$m$、直径$d$和重力加速度$g$之间存在如下关系：$$\gamma = \frac{4m}{\pi d^2 g}$$。
六、实验结果与分析。
根据实验数据和计算公式，可以得到液体表面张力系数$\gamma$的数值。
通过对实验数据的分析，可以发现液体表面张力系数与水滴质量和直径呈反比关系，与重力加速度呈正比关系。
这与表面张力的性质相符合。
七、实验结论。
通过本实验的实验操作和数据处理，成功测定了液体表面张力系数$\gamma$的数值。
实验结果与理论预期相符，验证了悬水滴法测定液体表面张力系数的可行性。
八、实验中的注意事项。
1. 实验操作要细致，保证悬水滴的稳定性。
2. 测量数据要准确，避免误差的产生。
3. 实验结束后要及时清理实验仪器和试剂。
九、参考文献。
1. 《物理化学实验》。
2. 《实验化学》。
十、致谢。
感谢实验指导老师的悉心指导和同学们的配合，使本次实验取得了圆满成功。
实验报告-液体表面张力系数的测定
实验3-3 液体表面张力系数的测定一、实验目的：测量室温下水的表面张力系数。
二、实验原理：液体表面张力的存在，液体表面具有收缩的趋势，在液体表面上作一条曲线，则曲线受两侧平衡的、并与液体表面相切的表面张力的作用。
在线性近似下，表面张力的大小与曲线的长度成正比，表面张力的大小与曲线长度的比值即为液体的表面张力系数。
根据这一规律，可以用液体表面张力系数测定液体的表面张力。
在实验中用一个金属圆环固定在传感器中，该环浸没于液体中，把圆环慢慢拉起，金属圆环会受到液体表面膜的拉力作用。
表面膜拉力的大小为f=α△l=α(2πr1+2πr2)=π（D1+D2）α在页面拉脱的瞬间，膜的拉力小时。
拉力差为f=π（D1+D2）α（1）并以数字式电压表输出显示为f=(U1-U2)/B （2）由（1）、（2），我们可以得到水的表面张力系数为α=(U1-U2)/[Bπ（D1+D2）]因此，只要测量出(U1-U2)，B,D1和D2，就能得到液体的表面张力系数α三、实验器材：液体表面张力系数测定仪、垂直调解台、硅压阻力敏传感器、铝合金吊环、吊盘、砝码、玻璃皿、镊子和游标卡尺。
四、实验步骤：（1）力敏传感器的定标（表3-3-1）物体质量m/g 0.500 0.100 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 输出电压U/mV（2）测量金属圆环的外径D1和内径D2。
（3）记录吊环即将拉断液柱前一瞬间数字电压表的读数值U1和拉断时瞬间数字电压表的读数U2。
并用温度计测出水的温度。
利用所测数据计算出α（表3-3-2）。
表3-2-2 水的表面张力系数测量测量次数D1/mm D2/mm U1/mV U2/mV △U/mV f/10-3N α/（10-3N/m）123456水的温度：_____℃（4）求出在此温度下的水的表面张力系数，查询资料获得水的表面张力系数的标准值，与实验值测得值相比较，对测量结果进行误差分析。
五、数据记录将所得实验数据填入《表3-3-1 力敏传感器定标》和《表3-3-2 水的表面张力系数测量》中。
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实验一 液体的表面张力系数测量
液体的表面张力是表征液体性质的一个重要参数。测量液体的表面张力系数有多种方
法，拉脱法是测量液体表面张力系数常用的方法之一，拉脱法测定液体表面张力系数是基于
液体与固体接触时的表面现象提出的。由分子运动论可知，当液体分子和与其接触的固体分
子之间的吸引力大于液体分子的内聚力时，就会产生液体浸润固体的现象。该方法的特点是，
用秤量仪器直接测量液体的表面张力，测量方法直观，概念清楚。用拉脱法测量液体表面张
力，对测量力的仪器要求较高，由于用拉脱法测量液体表面的张力约在1x10-3至1x10-2N之
间，因此需要有一种量程范围较小，灵敏度高，且稳定性好的测量力的仪器。硅压阻式力敏
传感器张力测定仪能满足测量液体表面张力的需要。
一、实验目的
1． 掌握用拉脱法测量微小力的原理和方法。
2．了解液体表面的性质，测量室温下水的表面张力系数。
二、实验仪器
液体表面张力系数测定仪、力敏传感器支架、吊环、砝码等。
三、实验原理
测量一个已知周长的金属片从待测液体表面脱离时需要的力，求得该液体表面张力系数
的实验方法称为拉脱法。若金属片为环状吊片时，考虑一级近似，可以认为脱离力为表面张
力系数乘上脱离表面的周长，即
21
DDf
（1-1）
式中，f为脱离力，21,DD分别为圆环的外径和内径,为液体的表面张力系数,国际制中
单位为牛顿/米，记为1mN，数值上等于作用在液体表面单位长度上的力的大小。
硅压阻式力敏传感器由弹性梁和贴在梁上的传感器芯片组成，其中芯片由四个硅扩散电
阻集成一个非平衡电桥。当外界压力作用于金属梁时，在压力作用下，电桥失去平衡，此时
将有电压信号输出，输出电压大小与所加外力成正比。即
KfU
（1-2）
式中，f为外力的大小，k为硅压阻式力敏传感器的灵敏度，U为传感器输出电压
的大小。
四、实验装置
图一为实验装置图。其中，液体表面张力测定仪包括硅扩散电阻非平衡电桥的电源和测
量电桥失去平衡时输出电压大小的数字电压表。其它装置包括铁架台、微调升降台、装有力
敏传感器的固定杆，盛液体的玻璃皿和圆环型吊片。实验证明，当环的直径在3cm附近而液
体和金属环接触的接触角近似为零时，运用公式（1）测量各种液体的表面张力系数的结果
较为正确。
图1-1 液体表面张力测定装置
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五、实验内容及步骤
1．力敏传感器的定标
每个力敏传感器的灵敏度都有所不同，在实验前，应先将其定标。步骤如下：
1） 打开仪器的电源开关，将仪器预热。若整机已预热15分钟以上，可对力敏传感器
定标，在加砝码前应首先对仪器调零，安放砝码时应尽量轻。
2） 在传感器梁端头小钩中，挂上砝码盘，调节电子组合仪上的补偿电压旋钮，使数字
电压表显示为零。
3） 在砝码盘上分别加0.5g,1.0g,1.5g,2.0g,2.5g,3.0g等质量的砝码，记录相应这些
砝码力f作用下，数字电压表的读数值U。
4） 用最小二乘法作直线拟合，求出传感器灵敏度K及相关系数r。
2．环的清洁与测量
1）用游标卡尺测量金属圆环的外径1D和内径2D。
2）环的表面状况与测量结果有很大的关系。实验前应将金属环状吊片在NaOH溶液中
浸泡20—30秒，然后用清水洗净。
3．测量液体的表面张力系数
1）将金属环状吊片挂在传感器的小钩上，调节升降台，将液体升至靠近环片的下沿，
观察环状吊片下沿与待测液面是否平行。如果不平行，将金属环状吊片取下后，调节吊片上
的细丝，使吊片与待测液面平行。
2）调节容器下面的升降台，使其渐渐上升，将环片的下沿部分全部浸没于待测液体。
然后反相调节升降台，使液面逐渐下降。这时，金属环片和液面间形成以环形液膜，继续下
降液膜，测出环形液膜即将拉断前一瞬间数字电压表读数值1U和液膜拉断后一瞬间数字电
压表读数值2U，21UUU
3）换另一个玻璃器皿，测量乙醇的表面张力系数，重复1）和2），。（表格自拟）
4．将实验数据代入式（10-1）和（10-2），求出液体的表面张力系数，并与标准值进行比较。
1． 传感器灵敏度的定标 重力加速度g= 9.783 m/S2
砝码质量/g 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000
输出电压/mV
经最小二乘法拟合得K= mV/N , 拟合的线性相关系数r=
2.水的表面张力系数的测量
金属环外径 D1= cm 内径D2= cm 水的温度：
测量次数 U1/mV U2/mV
U/mV NF/ mN/
1
2
3
4
5
平均值：mN/_____
附：水的表面张力系数的标准值：
0.07422 0.07349 0.07275 0.07197 0.07118
水的温度 10 15 20 25 30
注意事项
1、吊环水平须调节好，注意偏差o1，测量结果引入误差为0.5%；偏差o2，则 误差1.6%。
2、在旋转升降台时，尽量使液体的波动要小。
3、在加砝码前应首先对仪器调零，安放砝码时应尽量轻。
4、在玻璃器皿内放入被测液 体并安放在升降台上。