用拉脱法测液体的表面张力系数研究报告
液体表面张力系数测定的实验报告
液体表面张力系数测定的实验报告一、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、研究液体表面张力系数与液体温度、浓度等因素的关系。
二、实验原理液体表面层内分子受到指向液体内部的拉力，使得液体表面有收缩的趋势。
要使液体表面增大，就需要克服这种内聚力而做功。
单位长度上所受的这种力称为表面张力，其大小与液体的种类、温度和纯度等因素有关。
拉脱法测量液体表面张力系数的基本原理是：将一个金属圆环水平地浸入液体中，然后缓慢地将其拉起，在拉起的过程中，圆环会受到液体表面张力的作用。
当圆环即将脱离液面时，所施加的拉力等于液体表面张力与圆环所受重力之差。
设圆环的内半径为$r_1$，外半径为$r_2$，拉起圆环所需的拉力为$F$，液体的表面张力系数为$＼sigma$，则根据力的平衡条件，有：＄F ＝（π(r_2^2 r_1^2)）＼sigma$从而可得液体表面张力系数：＄＼sigma ＝＼frac{F}｛π(r_2^2 r_1^2)｝＄在本实验中，拉力$F$通过力敏传感器测量，其输出电压$U$与拉力$F$成正比，即$F ＝ kU$，其中$k$为力敏传感器的灵敏度。
三、实验仪器1、液体表面张力系数测定仪。
2、力敏传感器。
3、数字电压表。
4、游标卡尺。
5、纯净水、洗洁精溶液等。
四、实验步骤1、仪器安装与调试将力敏传感器固定在铁架台上，使其探头向下。
将数字电压表与力敏传感器连接，调整零点。
用游标卡尺测量金属圆环的内半径$r_1$和外半径$r_2$。
2、测量纯净水的表面张力系数将洗净的金属圆环挂在力敏传感器的挂钩上，调整升降台，使圆环浸入纯净水中。
缓慢地向上移动升降台，观察数字电压表的示数变化。
当圆环即将脱离液面时，记录电压表的示数$U_1$。
重复测量多次，取平均值。
3、测量不同温度下纯净水的表面张力系数改变纯净水的温度，例如用热水加热或冷水冷却，分别测量在不同温度下的表面张力系数。
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 。
液体表面张力系数测定的实验报告
液体表面张力系数测定的实验报告一、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、学习使用焦利秤测量微小力的原理和方法。
3、加深对液体表面张力现象的理解。
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一张紧的弹性膜，具有收缩的趋势。
这种沿着液体表面，垂直作用于单位长度上的力称为表面张力。
设想在液面上作一长为 L 的线段，则表面张力的作用就表现为线段两边的液面以一定的拉力 F 相互作用。
而且 F 的大小与线段长度 L 成正比，即：F ＝αL式中，α 为液体的表面张力系数，其单位为 N/m。
本实验采用拉脱法测量液体的表面张力系数。
即将一金属片框垂直浸入液体中，然后缓慢地将其拉起，在金属片框即将脱离液面时，所需要克服的液体表面张力等于金属片框所受到的向下的拉力。
使用焦利秤测量这个拉力。
焦利秤是一种用于测量微小力的仪器，其主要由秤框、秤杆、游标、小镜、砝码和弹簧等组成。
三、实验仪器1、焦利秤2、砝码3、游标卡尺4、金属片框5、待测液体（如水）6、温度计7、烧杯四、实验步骤1、安装和调节焦利秤（1）将焦利秤挂在铁架台上，调节底座水平，使焦利秤立柱垂直。
（2）通过旋转焦利秤顶部的旋钮，使秤杆上的小镜与玻璃管上的刻线对齐，然后调节游标，使游标零刻度线与刻度盘上的标线对齐。
（3）在秤盘中加入适量砝码，移动游标，使秤杆再次平衡，记录此时游标读数。
2、测量金属片框的长度和宽度用游标卡尺分别测量金属片框的长度 L 和宽度 b，重复测量多次，取平均值。
3、测量水的表面张力（1）将金属片框洗净、烘干，然后挂在焦利秤的秤钩上。
（2）将盛有适量水的烧杯放在焦利秤平台上，调整金属片框使其下边缘刚好与水面接触，但不要浸入水中。
（3）缓慢旋转焦利秤顶部的旋钮，使金属片框逐渐上升，同时注意观察水膜的变化。
当水膜刚好破裂时，停止旋转旋钮，记录此时游标读数。
（4）重复上述步骤多次，每次测量前都要重新调整金属片框与水面的接触情况。
用拉脱法测定液体的表面张力系数实验
实验二、用拉脱法测定液体的表面张力系数液体表层厚度约m 1010-内的分子所处的条件与液体内部不同,液体内部每一分子被周围其它分子所包围,分子所受的作用力合力为零。
由于液体表面上方接触的气体分子,其密度远小于液体分子密度,因此液面每一分子受到向外的引力比向内的引力要小得多,也就就是说所受的合力不为零,力的方向就是垂直与液面并指向液体内部,该力使液体表面收缩,直至达到动态平衡。
因此,在宏观上,液体具有尽量缩小其表面积的趋势,液体表面好象一张拉紧了的橡皮膜。
这种沿着液体表面的、收缩表面的力称为表面张力。
表面张力能说明液体的许多现象,例如润湿现象、毛细管现象及泡沫的形成等。
在工业生产与科学研究中常常要涉及到液体特有的性质与现象。
比如化工生产中液体的传输过程、药物制备过程及生物工程研究领域中关于动、植物体内液体的运动与平衡等问题。
因此,了解液体表面性质与现象,掌握测定液体表面张力系数的方法就是具有重要实际意义的。
测定液体表面张力系数的方法通常有:拉脱法、毛细管升高法与液滴测重法等。
本实验仅介绍拉脱法。
拉脱法就是一种直接测定法。
【实验目的】1.了解737FB 新型焦利氏秤实验仪的基本结构,掌握用标准砝码对测量仪进行定标的方法;2.观察拉脱法测液体表面张力的物理过程与物理现象,并用物理学基本概念与定律进行分析与研究,加深对物理规律的认识。
3.掌握用拉脱法测定纯水的表面张力系数及用逐差法处理数据。
【实验原理】1.测量公式推导:当逐渐拉提冂形铝片框时,ϕ角逐渐变小而接近为零,这时所拉出的液膜前后两个表面的表面张力f 均垂直向下。
设拉起液膜将破裂时的拉力为F ,则有f 2g )m m (F 0+•+= (1) 式中:m 为粘附在框上的液膜质量,0m 为线框质量。
因表面张力的大小与接触面周界长度成正比,则有:)d L (2f 2+•α= (2) 比例系数α称表面张力系数,单位为m /N 。
由(1),(2)式得:)d L (2g)m m (F 0+•+-=α (3)由于冂形铝片框很薄,被拉起的水膜很薄,m 较小,可以将其忽略,且一般有d L >>,那么L d L ≈+,于就是(3)式可以简化为 : L2gm F 0•-=α (4)2.用737FB 新型焦利氏秤实验仪来测量g m F 0•-值:737FB 新型焦利氏秤实验仪相当于一个精密的弹簧称,常用于测量微小的力,根据胡克定理制作而成。
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、学习使用焦利秤测量微小力的原理和方法。
3、研究液体表面张力与温度的关系。
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层具有一种特殊的性质，即液体表面存在张力。
想象在液体表面上画一条直线，表面张力就表现为直线两侧的液面存在相互作用的拉力，其方向垂直于该直线且与液面相切。
当金属丝框在液面上方时，由于表面张力的作用，框四周会受到一个向上的拉力。
若将框从液面缓慢拉起，在拉起的瞬间，液面会发生破裂，此时所需要克服的力就是液体的表面张力。
若金属丝框的长度为 L，拉起液面时所需要的力为 F，则液体的表面张力系数σ可以表示为：σ ＝ F ／ L 。
在本实验中，我们使用焦利秤来测量拉力 F 。
焦利秤是一种可以测量微小力的仪器，其原理是通过弹簧的伸长来反映所受力的大小。
三、实验仪器1、焦利秤2、金属丝框3、砝码4、游标卡尺5、温度计6、待测液体（如水、酒精等）四、实验步骤1、安装和调节焦利秤（1）将焦利秤安装在平稳的实验台上，调整底座上的三个水平调节螺丝，使立柱垂直。
（2）通过旋转立柱上的升降旋钮，使小镜筒的下沿与玻璃管上的水平刻线对齐，然后挂上砝码盘。
（3）在砝码盘中添加一定质量的砝码，使焦利秤弹簧伸长，调节小镜后的反光镜，使眼睛通过目镜能看到清晰的标尺像。
（4）移动游标，使游标零线与标尺零线对齐，然后读出此时的读数，作为测量的基准。
2、测量金属丝框的长度使用游标卡尺测量金属丝框的边长 L ，多次测量取平均值以减小误差。
3、测量表面张力（1）将金属丝框洗净并晾干，然后挂在焦利秤的挂钩上。
（2）将金属丝框缓慢浸入待测液体中，使框的下沿刚好与液面接触，注意不要带入气泡。
（3）然后缓慢地向上提起焦利秤的秤杆，使金属丝框逐渐脱离液面。
当液面刚好破裂时，记下此时焦利秤的读数 D1 。
（4）在砝码盘中添加一定质量的砝码（例如 05g ），再次将金属丝框浸入液体并拉起，记下液面破裂时焦利秤的读数 D2 。
拉脱法测定液体表面张力系数的实验研究
拉脱法测定液体表面张力系数的实验研究液体表面张力是液体内部分子间引力与表面分子间引力的结果，是衡量液体分子间相互作用强度的一个指标。
测定液体表面张力系数具有重要的理论价值和广泛的应用价值。
本文将介绍围绕“拉脱法测定液体表面张力系数的实验研究”。
一、实验说明本实验采用拉脱法测定液体表面张力系数。
拉脱法实验原理，是将一种液体静置在一个平坦的容器内，液面上嵌入一段横截面为A，周长为L的细柱形金属环，液体表面张力可用液体表面张力系数γ表示。
当拉脱力达到一定大小时，液体表面就会被金属环拉脱，这就是拉脱法实验的基本原理。
根据平衡方程可求出液体表面张力系数。
二、实验步骤1、准备实验材料：20ml纯净水、10ml甲醇、10ml丙酮、放大镜、拉力计、载荷环、50ml容量瓶、2ml瓷泡沫塞换管、计量匙等。
2、液面选平：将所需液体倒放在容量瓶中。
用瓷泡沫塞换管吸取液体到瓷泡沫塞吸头位置，将瓷泡沫塞与液面接触。
移开吸头，使液体上面留有一层气泡。
移开瓷泡沫塞，重新搬起液体容器，使液体内部滴完。
3、液体表面张力测量：选择适宜的载荷环，将其放置在液面上；逐渐施加水平拉力，直到液体表面受到破坏。
记录施加的拉力的大小，拉脱力值的计算可以参见公式。
每种液体均需测量三次，取平均值。
三、实验结果将拉力计示数进行一系列修正之后，若用γ表示液体体积为V的表面张力，得到表面张力公式：γ=F/2L-(ma/mg)V其中，F为实际计量中测得的载荷环拉力读数，L为载荷环的周长，V为容器中液体体积，m为乱动物质的质量，g为重力加速度。
四、实验结论通过拉脱法测定液体表面张力系数的实验研究，我们可以得到液体表面张力系数的实验值，可以对表面张力进行定量研究。
本实验中，我们采用了纯净水、甲醇、丙酮等不同液体进行实验，得到了它们的表面张力系数。
实验结果表明，随着液体分子间作用力的增强，表面张力也会增大。
拉脱法实验是测量表面张力系数的有效方法之一，具有操作简便、测量精度高等优点，可以用于课堂教学和科研应用。
液体表面张力系数的测定实验报告数据
液体表面张力系数的测定实验报告数据一、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、学习使用焦利秤测量微小力的原理和方法。
3、加深对液体表面张力现象的理解。
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一张拉紧的弹性膜，具有收缩的趋势。
这种沿着液体表面，垂直作用于单位长度上的力称为表面张力。
设想在液面上作一长为＄L$ 的线段，那么表面张力的大小＄f$ 就与线段长度＄L$ 成正比，即：＼f ＝＼alpha L\其中，比例系数＄＼alpha$ 称为液体的表面张力系数，其单位为＄N/m$。
在本实验中，我们采用拉脱法测量液体的表面张力系数。
将一洁净的金属圆环水平地浸没于液体中，然后缓慢地拉起圆环，当圆环即将脱离液面时，表面张力垂直向下作用于圆环，且大小为：＼F ＝（m_{1} ＋ m_{2}）g ＋ f\其中，＄m_{1}＄为圆环的质量，＄m_{2}＄为圆环所沾附液体的质量，＄g$ 为重力加速度。
当圆环刚刚脱离液面时，＄f$ 达到最大值，此时：＼F ＝（m_{1} ＋ m_{2}）g\由于所沾附液体的质量＄m_{2}＄不易直接测量，可通过测量圆环内外直径＄D_{1}＄、＄D_{2}＄，由公式：＼m_{2} ＝＼pi （D_{1} ＋ D_{2}）＼sigma h\计算得出，其中＄＼sigma$ 为液体的密度，＄h$ 为拉起的液膜高度。
三、实验仪器焦利秤、砝码、游标卡尺、金属圆环、纯净水、温度计等。
四、实验步骤1、安装好焦利秤，调节底座水平，使秤框能上下自由移动。
2、测量金属圆环的内外直径＄D_{1}＄、＄D_{2}＄，各测量六次，取平均值。
3、挂上砝码盘，调节焦利秤的零点。
4、将金属圆环洗净，用纯净水冲洗后，挂在焦利秤的小钩上。
5、调节升降旋钮，使圆环缓慢下降，浸没于水中，注意保持水平。
6、然后缓慢上升，观察圆环即将脱离液面时的示数，记录此时的拉力＄F$。
7、测量水温，记录温度值。
用拉脱法测定液体的表面张力系数实验报告
用拉脱法测定液体的表面张力系数实验报告用拉脱法测定液体的表面张力系数实验报告引言：表面张力是液体分子间相互作用力在液体表面上的表现形式，是液体分子间引起的一种特殊的内聚力。
测定液体的表面张力系数对于研究液体的性质、表面现象以及应用领域具有重要意义。
本实验通过拉脱法测定液体的表面张力系数，旨在探究液体分子间的相互作用力以及表面现象的规律。
实验原理：拉脱法是一种常用的测定液体表面张力系数的方法。
其基本原理是通过测量液体在一根细管内的上升高度来计算液体的表面张力系数。
根据拉脱法的原理，我们可以得到以下公式：γ = ρgh实验步骤：1. 准备工作：清洗实验器材，确保无杂质干净。
2. 实验器材准备：取一根细管，将一段长度为L的细管浸入待测液体中。
3. 测量液体上升高度：将细管取出，放置在标尺上，测量液体上升的高度h。
4. 重复实验：重复以上步骤，记录多组数据。
实验数据处理：根据实验步骤记录的数据，我们可以计算出液体的表面张力系数。
根据公式γ= ρgh，其中ρ为液体的密度，g为重力加速度，h为液体上升的高度。
通过多组数据的平均值，可以得到较为准确的表面张力系数。
实验结果与讨论：根据实验数据处理的结果，我们得到了液体的表面张力系数。
通过对不同液体进行实验，我们可以发现不同液体的表面张力系数存在差异。
这是因为不同液体分子间的相互作用力不同，导致表面张力系数的差异。
在实验过程中，我们还可以观察到一些有趣的现象。
例如，液体表面张力越大，液体在细管内上升的高度越高。
这是因为表面张力越大，液体分子间的相互作用力越强，液体在细管内上升的高度也就越大。
此外，我们还可以通过实验探究液体的性质。
例如，对于不同液体，其表面张力系数与温度的关系可以进行研究。
通过改变温度，我们可以观察到液体表面张力系数的变化规律，进一步了解液体的性质。
结论：通过拉脱法测定液体的表面张力系数，我们可以得到液体的表面张力系数，并探究液体分子间的相互作用力以及表面现象的规律。
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α就是液体的表面张力系数，与液体种类、温度和杂质有关。
本实验用一Π形金属浸入 液体，然后拉起一张薄膜，由于膜有两表面， 所受的力为（忽略重力）：
F2f 2l
F
F/2l l
测得F 和 l 就可算出表面张力系数α。F用焦利氏秤测，l 用游标卡尺测。 焦利氏秤根据胡克定律，弹簧的伸长ΔL 与F成正比：
旋纽
焦利氏秤
3.测水的表面张力
①用镊子夹棉花少许, 蘸碱液擦玻璃器皿,然后用清水冲洗干净，再 盛去离子水，放在平台上。
② 用镊子夹住∏形金属丝在酒精灯上烧到暗红色，去除油污，然后 放在酒精中擦洗干净。
③ 将∏形金属丝挂在铝盘下（用镊子）。慢慢转动手轮，使指标管 和指标镜上的刻线对准。读数并记录（L0）。
2. 分析∏型金属丝从水中拉起过程中弹簧受力的变化，为什么F 为 膜破时的值？
3. 如果金属丝是不规则的形状，如何确定l？
习题
1. 逐差法计算弹性系数，计算水的表面张力系数。
2. 当∏型金属丝从水中拉起时不是水平的，还能用 kL
来计算吗？错在哪？
2l
FkL
式中k为弹簧的弹性系数。因此：
kL 2l
实验仪器
焦利氏秤，金属框，砝码，温度计，游标卡尺，酒精灯，镊子
1. 三脚架 2. 整平螺丝 3. 手轮 4. 套筒 5. 游标 6. 铜管尺 7. 固定螺钉 8. 弹簧 9. 指示镜 10. 指示管 11. 夹子 12. 铝盘 13. U形金属 14 盛水器皿 14. 15. 平台 16. 夹子 17. 升降
注意事项
1. ∏型金属丝框和烧杯中的水必须保持洁净，不要用手触摸烧杯内 侧和∏型金属丝。
2. 保持∏型金属丝的平直，不得弯曲、变形。
3. 测量表面张力时，动作要稳、慢，不可在振值L0 与把∏型金属丝放在水中来确定， 弹簧受力有何区别？哪种方法好？为什么？
④ 旋转旋纽，使∏形金属丝浸入水中，再使平台下降（用左手）， 右手转动手轮使弹簧上升，随时保持使指标管和指标镜上的刻线 对准，直到水膜拉破为止。读数并记录（L）。 弹簧的伸长为 ΔL=L-L0 ，测量ΔL 5次，取平均值。
⑤ 测量水温，用游标尺测量∏形金属的宽度 l。
4. 测量肥皂水的表面张力系数。参照3。
用拉脱法测液体的表面张力系数
实验目的
1. 测水和肥皂水的表面张力系数。 2. 测弹簧的弹性系数
实验原理
液体表面层（其厚度等于分子的作用半径，约10-8m）内的分子所处的环 境跟液体内部的分子是不同的。在液体内部，每个分子四周都被同类的其他 分子所包围，它所受到的周围分子的作用力的合力为零。由于液体上方的气 相层的分子数很少，表面层内每一个分子受到的向上的引力比向下的引力小， 合力不为零，这个合力垂直于液面并指向液体内部。设想在液体表面取长为 l 的线段，实验指出，线段两旁的液膜之间存在着相互作用的拉力，力的方 向和线段垂直，其大小与线段的长成正比，即：