华科物理实验液体表面张力实验报告
液体表面张力的测定实验报告
液体表面张力的测定实验报告液体表面张力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引起的一种现象，是液体表面上的分子受到表面内部分子的引力而产生的张力。
液体表面张力的大小直接影响着液体的性质和行为，因此对液体表面张力的准确测定具有重要意义。
本实验旨在通过测定液体表面张力的方法，探究不同因素对表面张力的影响。
实验目的：1. 了解液体表面张力的概念和测定方法；2. 探究不同因素对液体表面张力的影响。
材料与仪器：1. 水；2. 甘油；3. 玻璃片；4. 平衡臂；5. 砝码；6. 量筒；7. 毛细管；8. 实验台；9. 针筒；10. 温度计。
实验步骤：1. 准备工作：将实验台平放，确保水平度；用玻璃片将实验台上的水平面分成两个部分；2. 测定水的表面张力：将一根毛细管插入水中，观察水面弯曲的程度，调整砝码的重量，使平衡臂平衡，记录砝码的质量；3. 测定甘油的表面张力：重复步骤2，将毛细管插入甘油中，记录砝码的质量；4. 测定不同温度下水的表面张力：将水加热至不同温度，重复步骤2，记录砝码的质量，并测量水的温度；5. 分析实验数据：计算不同液体的表面张力，并比较不同温度下水的表面张力的变化。
实验结果与分析：通过实验测得水的表面张力为X N/m，甘油的表面张力为Y N/m。
可以看出，甘油的表面张力明显大于水，这是因为甘油分子间的相互作用力较强。
此外，实验还发现水的表面张力随温度的升高而减小，这是因为温度升高会使水分子的热运动增强，分子间的相互作用力减弱，从而降低了表面张力。
实验讨论：在实验过程中，我们发现了一些可能影响实验结果的因素。
首先，实验台的水平度对实验结果的准确性有一定影响，因此在进行实验前需要确保实验台平放。
其次，毛细管的直径和长度也会对实验结果产生影响，因为液体在毛细管中的上升高度与液体的表面张力成反比。
因此，在实验中需要选择合适的毛细管。
此外，实验中还需要注意温度的控制，因为温度的变化会直接影响液体的表面张力。
液体表面张力实验报告
液体表面张力实验报告引言：液体表面张力是物理学中一个重要的概念，它涉及到液体分子之间的相互作用力及其对液面的影响。
为了理解和测量液体表面张力，我们进行了一项实验。
本报告将详细介绍实验的目的、原理、实验装置和步骤、实验结果及分析，并探讨了液体表面张力的应用领域。
一、实验目的本实验的目的是通过测量液体表面张力，探究液体分子间的相互作用力以及表面张力对液面的影响，并了解液体表面张力的应用。
二、实验原理液体表面张力是由于液体内分子间相互作用力较强造成的。
表面张力越大，表明液体分子间的相互作用力越强。
常用的测定表面张力的方法有静力法和动力法两种。
实验室常用静力法测定表面张力，即通过测量液滴在毛细管或针管中的形状来计算表面张力值。
三、实验装置和步骤实验装置包括毛细管、滴定管、显微镜、滴灌装置等。
实验步骤如下：1. 准备工作：将实验装置清洗干净，并待干燥。
2. 用毛细管吸取实验液体，调整液滴大小。
3. 将毛细管的一端贴近液体表面，让液滴悬于空气中。
4. 使用显微镜观察液滴的形状，并记录下相应的数据。
5. 重复进行多次实验，取平均值。
四、实验结果及分析根据实验数据，我们得出了液滴的形状参数，并利用公式计算出表面张力的数值。
实验的结果显示表面张力值为XN/m。
表面张力的数值与液滴的球形性质相关。
如果表面张力的数值较大，那么液滴形状会更接近球形；如果表面张力的数值较小，液滴会扁平化。
这是因为表面张力趋向于最小化表面积，而球形液滴具有最小表面积。
实验结果的分析表明，实验所用液体的表面张力值较高，说明该液体的分子间相互作用力较强。
这与液体分子间的化学性质有关。
实验结果还可用于评估液体的质量和纯度，因为液体的纯度会影响其分子间相互作用力。
五、液体表面张力的应用领域液体表面张力在实际应用中有着广泛的应用，以下简要介绍几个应用领域：1. 液体滴形成和涂层技术：液体表面张力在液滴的形成和涂层技术中发挥重要作用，如喷墨打印、涂层材料的制备等。
溶液表面张力的测定实验报告
溶液表面张力的测定实验报告一、实验目的1、掌握最大气泡压力法测定溶液表面张力的原理和方法。
2、测定不同浓度正丁醇水溶液的表面张力，计算表面吸附量和表面活性剂分子的横截面积。
3、了解表面张力与溶液浓度之间的关系，加深对表面化学基本概念的理解。
二、实验原理1、表面张力在液体内部，每个分子都受到周围分子的吸引力，合力为零。
但在液体表面，分子受到指向液体内部的合力，使得液体表面有自动收缩的趋势。
要增大液体的表面积，就需要克服这种内聚力而做功。
在温度、压力和组成恒定时，增加单位表面积所做的功即为表面张力，用γ表示，单位为 N·m⁻¹或 mN·m⁻¹。
2、最大气泡压力法将毛细管插入待测液体中，缓慢打开滴液漏斗的活塞，让体系缓慢减压。
当压力差在毛细管端产生的作用力稍大于毛细管口液体的表面张力时，气泡就会从毛细管口逸出。
此时，气泡内外的压力差最大，这个最大压力差可以通过 U 型压力计测量得到。
根据拉普拉斯方程：＼（＼Delta p ＝＼frac{2\gamma}｛r}＼）其中，＼（＼Delta p\）为最大压力差，＼（r\）为毛细管半径，＼（＼gamma\）为液体的表面张力。
对于同一根毛细管，＼（r\）是定值。
只要测出\（＼Delta p\），就可以算出液体的表面张力\（＼gamma\）。
3、表面吸附与吉布斯吸附等温式在一定温度下，溶液的表面张力随溶液浓度的变化而变化。
当溶质能降低溶剂的表面张力时，溶质在表面层中的浓度比溶液内部大，称为正吸附；反之，当溶质能升高溶剂的表面张力时，溶质在表面层中的浓度比溶液内部小，称为负吸附。
吉布斯吸附等温式为：＼（＼Gamma ＝＼frac{1}｛RT}＼frac{d\gamma}｛dC}＼）其中，＼（＼Gamma\）为表面吸附量（单位：mol·m⁻²），＼（R\）为气体常数（＼（8314 J·mol⁻¹·K⁻¹\）），＼（T\）为绝对温度，＼（C\）为溶液浓度，＼（＼frac{d\gamma}｛dC}＼）为表面张力随浓度的变化率。
表面张力实验报告
表面张力是液体内部分子之间的相互吸引力在液体表面上所产生的一种力。
为了深入了解表面张力的特性和影响因素，我们进行了如下实验。
实验目的： 1. 通过实验了解表面张力的概念和性质； 2. 探究影响表面张力的因素； 3. 理解表面张力在日常生活中的应用。
实验原理：当液体表面张力足够大时，液体表面会呈现收缩状态，即呈现一个收缩的问题。
这主要是由于液体内部分子之间存在相互吸引力，而液体与空气之间交界面上分子的相互引力较小所致。
根据受力平衡条件，液体表面张力F可用公式表示：F = γL，其中γ为单位长度的表面张力，L为界面的长度。
实验器材： 1. 平衡挠度法实验装置； 2. 定滴漏管； 3. 温度计； 4. 液态，例如水。
实验步骤： 1. 预热实验装置并保持恒温，以便确保实验过程中的温度不变； 2. 用定滴漏管滴入一滴水到装置中的小槽内，待其在挠度下方形成一个半球形的水滴；3. 记录水滴所形成的半径和形状，并测量挠度下方的长度；4. 加入一滴胶水到槽中，观察水滴形状和长度的变化；5. 重复上述步骤几次，记录数据并计算表面张力的变化。
实验数据与结果：根据所测得的半径和挠度下方的长度数据，可以计算得到表面张力的数值，并可以观察到胶水对水滴形状和长度的影响。
通过比较实验前后的数据，可以明显地观察到胶水对表面张力的影响。
胶水的加入可使水滴变得不规则且长度变短，这是因为胶水与水之间的相互作用力大于水与空气之间的表面张力所致。
讨论与分析：根据实验结果可知，表面张力是液体分子间相互作用力的表现形式，其大小取决于分子间的相互吸引力。
液体的性质、温度和杂质的存在都会对表面张力产生影响。
例如，馏分液的表面张力较低，而蜡液的表面张力较高。
杂质的存在会破坏液体分子间的相互吸引力，导致表面张力的降低。
表面张力在日常生活中有许多应用。
例如，水滴可以在叶片上表现出扁平形状，这是因为叶片表面张力的存在使得液体分子更喜欢占据扁平表面。
另外，肥皂泡的形成与稳定也与表面张力有关。
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。
测量液体表面张力系数实验报告
测量液体表面张力系数实验报告液体表面张力是液体分子之间的吸引力导致液体表面上发生的现象。
在液体表面，靠近空气的分子受到的吸引力是其他分子所没有的，因此它们会被吸引向液体内部，形成一层相对稳定的表面。
表面张力系数是量化液体表面张力大小的常数。
一、实验目的本实验的主要目的是通过测量液体表面张力来了解液体分子之间的相互作用和物理性质。
具体的实验目标有：1. 掌握测量液体表面张力的方法和技巧；2. 了解不同条件对液体表面张力的影响；3. 理解液体表面张力与液体分子性质的关系。
二、实验原理1. 测量液体表面张力的方法：本实验使用的是悬铂铁环法。
液体样品放置在一个玻璃片上，然后将铂铁环轻轻悬挂在液体表面上，通过调节悬挂的长度，使铂铁环在液体表面平衡，此时液体表面张力F为mg，其中m为铂铁环质量，g为重力加速度。
通过测量悬挂铂铁环的长度，可以计算出液体表面张力系数。
2. 影响液体表面张力的因素：液体表面张力受到温度、溶质浓度和杂质含量等因素的影响。
一般情况下，随着温度升高，液体表面张力降低；溶质浓度的增加会导致液体表面张力增加；杂质的存在也会降低液体表面张力。
三、实验步骤1. 准备工作：清洗实验仪器和玻璃片，确保其表面没有杂质。
2. 精密称量：使用天平和电子天平分别测量铂铁环的质量和液体样品的质量。
3. 处理液体样品：将液体样品倒入一个干净的容器中，并待其静止片刻，让其温度稳定。
4. 实验操作：将磁力搅拌器调至适当速度，加热样品并保持液体温度稳定。
然后将玻璃片浸入液体中，等待液体温度均匀。
5. 开始测量：取出玻璃片，用吹气球将其吹干，再将其置于铂铁环上。
然后通过调节铂铁环长度，在液体表面平衡，记录铂铁环长度。
6. 实验重复：根据实验需要，重复测量多组数据，确保结果的准确性。
7. 数据处理：根据实验原理的公式，计算液体表面张力系数。
如果有多组数据，则计算平均值。
四、实验注意事项1. 实验时应小心操作，避免液体样品溅出或对仪器造成损害。
液体表面张力实验报告
液体表面张力实验报告液体表面张力实验报告引言：液体表面张力是液体分子之间相互作用的结果，是液体表面上发生的一种特殊现象。
本实验旨在通过测量液体表面张力的大小，探究液体分子之间的相互作用力，并对实验结果进行分析和讨论。
实验材料与仪器：1. 温度计2. 毛细管3. 液体样品（例如水、酒精等）4. 架子5. 皿子6. 直尺7. 填充液体的容器实验步骤：1. 准备工作：a. 将容器放在架子上，确保容器底部与水平面平行。
b. 用直尺将容器边缘与水平面平行校准。
c. 选择合适的液体样品，并倒入容器中，使其表面平整。
2. 测量液体高度：a. 用直尺测量液体表面到容器边缘的距离，并记录下来。
b. 重复测量3次，取平均值作为液体高度。
3. 测量液体温度：a. 用温度计测量液体的温度，并记录下来。
4. 测量毛细管升高：a. 将毛细管插入液体中，确保毛细管底部与液体表面平行。
b. 观察毛细管内液体的升高高度，并记录下来。
c. 重复测量3次，取平均值作为毛细管升高。
5. 数据处理：a. 计算液体表面张力的大小，使用公式：表面张力 = 毛细管升高× g / (2π ×液体高度)其中，g为重力加速度，液体高度为液体表面到容器边缘的距离。
b. 将测得的液体表面张力值进行平均，并计算标准差。
实验结果与讨论：通过实验测量，我们得到了液体表面张力的数值，并进行了数据处理。
根据实验结果，我们可以得出以下结论和讨论：1. 不同液体的表面张力不同，这是由于液体分子之间的相互作用力的差异所致。
例如，水的表面张力较大，而酒精的表面张力较小。
2. 液体的表面张力与温度有关。
一般来说，液体的表面张力随温度的升高而减小。
这是因为温度升高会增加分子的热运动，使液体分子之间的相互作用力减弱。
3. 实验中的数据处理可以帮助我们分析实验结果的可靠性。
通过计算平均值和标准差，我们可以评估实验数据的稳定性和准确性。
4. 液体表面张力的研究在许多领域具有重要意义，例如液滴的形成和液体的吸附现象。
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。
液体表面张力测定实验报告
液体表面张力测定实验报告实验报告：液体表面张力测定实验目的：本实验旨在通过实验测量液体表面张力，研究不同液体和不同温度下表面张力的变化规律，并了解表面张力在日常生活中的应用。
实验器材：- 测量板- LED光源- 数字显微镜- 带刻度的注射器- 牛奶、水、酒精等不同液体- 温度计实验原理：液体表面张力是液体表面质点受内部分子力的拉扯作用而形成的内向弹力。
液体表面张力对于许多现象都有很重要的影响，如农田排灌、水下植物生长以及液体的挥发等。
实验中通过注射器从测量板的液面上注入部分液体，使液面稍稍凸起，再根据测量板上有多少液体，利用液面弯曲计算表面张力。
实验过程：1.准备不同液体和温度计。
2.取一定量的液体，注入测量板，注意不要注入过多的液体。
3.观察液面，根据液面的形态和液体的特性，确定其对应的弯曲半径。
4.利用注射器在液面上方S处加入一些液体，观察液体如何弥散，用显微镜观察对液面形态的影响。
5.根据液面的形态计算表面张力。
6.再依次测量不同液体及不同温度下的表面张力，并记录数据。
实验数据：液体弯曲半径（mm）表面张力（mN/m）牛奶 6.5 53.3水 9.8 72.2酒精 3.1 24.4不同温度下的表面张力：液体温度（°C）弯曲半径（mm）表面张力（mN/m）水 20 9.8 72.230 12.0 68.540 14.5 63.150 17.5 55.860 22.0 49.7牛奶 20 6.5 53.330 8.0 48.140 10.0 42.750 12.5 35.160 16.5 27.6酒精 20 3.1 24.430 4.0 21.740 5.0 19.250 7.0 15.260 9.5 11.0实验分析：从实验数据可得，不同液体间表面张力差异比较大，其中水的表面张力最大，酒精的表面张力最小。
不同液体在不同温度下表面张力均有所变化，一般情况下，温度升高，表面张力会减小。
大物实验液体表面张力实验报告
大物实验液体表面张力实验报告实验名称：液体表面张力实验一、实验目的1.了解液体表面张力的概念及测量原理。
2.通过实验测量不同液体的表面张力。
3.分析实验数据，探究影响液体表面张力的因素。
二、实验原理液体表面张力是指液体表面分子之间的相互吸引力，是液体内部分子之间的凝聚力作用于液体表面的结果。
表面张力的大小反映了液体分子间的相互吸引程度。
本实验通过使用最大泡法测量液体的表面张力。
三、实验步骤1.准备实验器材：表面张力计、烧杯、称量纸、天平、吸水管、实验液体（水、醋、洗洁精溶液）等。
2.将表面张力计归零，确保测量准确。
3.用称量纸称量一定量的实验液体，分别倒入不同的烧杯中。
4.用吸水管取适量的水，滴到表面张力计上，记录最大泡的质量（m1）。
5.用同样的方法分别测量不同实验液体的最大泡质量（m2、m3）。
6.记录实验过程中室温、湿度等环境参数。
四、实验数据五、数据分析与结论1.从实验数据可以看出，水的表面张力最大，醋次之，洗洁精溶液的表面张力最小。
这说明不同液体的表面张力存在差异。
2.表面张力的大小与液体分子间的相互作用有关。
分子间相互作用强的液体，表面张力较大；反之，分子间相互作用弱的液体，表面张力较小。
水分子间的相互作用较强，因此水的表面张力最大。
醋分子间的相互作用次之，因此醋的表面张力较小。
洗洁精溶液中加入了表面活性剂，分子间的相互作用被削弱，因此洗洁精溶液的表面张力最小。
3.实验过程中保持室温、湿度等环境参数恒定，有利于减小误差，提高实验准确性。
4.本实验采用最大泡法测量液体表面张力，该方法简单易操作，能够满足一般实验需求。
如需获得更精确的数据，可采用其他先进的测量方法。
5.通过本实验，我们深入了解了液体表面张力的概念及测量原理，学会了如何通过实验手段测量不同液体的表面张力，并探究了影响液体表面张力的因素。
这不仅丰富了我们的理论知识，还提高了我们的实践能力和科学探究能力。
六、实验建议与展望1.在本实验中，我们仅测量了三种液体的表面张力。
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液体表面张力系数的测量
许多涉及液体的物理现象都与液体的表面性质有关，液体表面的主要性质就是表面张力。
例如液体与固体接触时的浸润与不浸润现象、毛细现象、液体泡沫的形成等，工业生产中使用的浮选技术，动植物体内液体的运动，土壤中水的运动等都是液体表面张力的表现。
液体表面在宏观上就好像一张绷紧的橡皮膜，存在沿着表面并使表面趋于收缩的应力，这种力称为表面张力，用表面张力系数σ来描述。
因此，对液体表面张力系数的测定，可以为分析液体表面的分子分布及结构提供帮助。
液体的表面张力系数σ与液体的性质、杂质情况、温度等有关。
当液面与其蒸汽相接触时，表面张力仅与液体性质及温度有关。
一般来讲，密度小，易挥发液体σ小；温度愈高， σ愈小。
测量液体表面张力系数有多种方法，如拉脱法，毛细管法，平板法，最大泡压法等。
本实验是用拉脱法和毛细管法测定液体的表面张力系数。
【实验目的】
1．用拉脱法测量室温下液体（水）的表面张力系数；
2. 用毛细管法测量室温下液体（水）的表面张力系数；
3．学习力敏传感器的使用和定标。
【实验原理】
一、拉脱法
测量一个已知周长L 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 122()F L D D σσπ=⋅=⋅+ （1）
式中，F 为脱离力，D 1，D 2分别为圆环的外径和内径， σ为液体的表面张力系数．脱离力的测量应该为即将脱离液面测力计的读数F 1减去吊环本身的重力mg 。
吊环本身的重力即为脱离后测力计的读数F 2。
所以表面张力系数为：
)
()(2121211D D F F D D mg F +-=+-=ππσ (2) 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此，即
ΔΔU K F = （3）
式中，∆U 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。
综合（2）和（3）得表面张力系数为：
K
D D U )(21+∆=
πσ （4） 二、毛细管法 将玻璃毛细管插入无限广阔的水中，由于水对玻璃是浸润的，在管内的水面将成凹面。
在液体表面张力的作用下，凹面有变平的趋势，因此
下层的水受到一个提升的力，或它对下层的水施加以
负压，使管内水面B 点的压强比水面上方的大气压强
小，如图1中（a ）所示，而在管外的平液面处，与B
点在同一水平面上的C 点仍于水面上方的大气压强相
等。
在此压差的作用下，水将从管外流向管内使管中
水面升高，直至B 点和C 点的压强相等为止，如图1
（b ）所示。
设毛细管的截面为圆形，则毛细管内的凹
水面可近似地看成为半径r 的半环球面，若管内水面
下A 点与大气压的压强差为Δp ，则水面平衡的条件应
当是
22cos p r r ∆ππσθ= （5）
式中r 为毛细管半径，θ为接触角，σ为表面张力系数。
如水在毛细管中上升的高度为h ，则
gh p ρ=∆
式中ρ为水的密度。
将此公式代入式（5），可得
22cos gh r r ρππσθ=
2cos ghr ρσθ
= （6） 对于清洁的玻璃和水，接触角θ近似为零，则
12
ghr σρ= （7） 测量时是以管中凹面最低点到管外水平液面的高度为h ，而在此高度以上，在凹面周围还有少量的水，因为可以将毛细管中的凹面看成为半球形，所以凹面周围水的体积应等于
（πr 2）r －)34(213r π＝331r π＝)(32r r π, 即等于管中高为3
r 的水柱的体积。
因此，上述讨论中的h 值，应增加3
r 的修正值。
于是公式（7）成为 11()()2346
r d gr h gd h σρρ=+=+ （8） 由此可见，通过测量毛细管内径d ，液面高h 就可以得到液体表面张力系数σ。
【实验仪器】
拉脱法液体表面张力系数测量装置一套（支架及升降台，力敏传感器，数字电压表，砝码七片，金属吊环，砝码盘，镊子，玻璃器皿待等），毛细管法测量液体表面张力系数装置一套（读数显微镜，烧杯，玻璃毛细管等），台灯，待测液体（如水）等。
【实验内容】
1、拉脱法测量水的液体表面张力系数
（1）实验准备：预热数字电压表10分钟。
（2）对力敏传感器定标：将砝码盘挂在力敏传感器的挂钩上，对数字电压表调零，然后将七片砝码依次一片片放在砝码盘上，再依次一片片取出，待稳定后记下电压表的读数U i（每片砝码为0.500g），将数据填入自拟数据表格中。
（3）测量液膜拉断前和拉断后的电压表示数：（a）取下砝码盘，换上吊环；（b）将装有液体的玻璃器皿安放在升降台上；（c）调整吊环，使吊环下沿平面与玻璃器皿内的水面平行；（d）调节升降台，让环浸入水中；慢慢降低升降台，观察力敏传感器示数；测量液膜即将拉断前和拉断后的读数U1和U2；（e）重复（d）6次，将数据填入自拟数据表格中。
2、毛细管法测量水的液体表面张力系数
（1）将装水的烧杯安放在支架上。
（2）将洗净烘干的毛细管插入液体，使之铅直，观察液面高度。
（3）用读数显微镜测量毛细管中液柱高度h和内径。
各重复测量5次，将数据填入自拟数据表格中。
【数据处理】
1、硅压阻力敏传感器定标
用最小二乘法处理数据，求得力敏传感器的灵敏度K及相关系数r。
2、拉脱法测量水的表面张力系数
根据公式计算出水的表面张力系数σ，然后与实验室温度下的标准值比较，分析误差原因。
3、毛细管法测量水的表面张力系数
根据公式计算出水的表面张力系数σ，然后与实验室温度下的标准值比较，分析误差原因。
已知：武汉地区的重力加速度g = 9.79338 m/s2，吊环内外直径D1=3.310 cm，D2=3.496 cm，水的密度及水的表面张力系数随温度变化的标准值参见实验室提供的数据。
【注意事项】
1、确保吊环、毛细管、盛液器皿等的清洁，可用NaOH溶液洁净油污等后再用纯净水冲洗干净，并用热吹风吹干或凉干。
2、使用力敏传感器时要细心，拉力不能超过0.098N。
3、给力敏传感器定标时，要用镊子取用砝码，绝不能用手拿取。
4、使用读数显微镜时要注意消除视差和空程差。
5、实验结束后，清点并整理好所用仪器及附件；将吊环、毛细管、砝码等放在盒子里，不得乱放。
【思考题】
1、若吊环下沿所在平面与液面不平行，测得的表面张力系数是大了还是小了？
2、拉脱过程中为什么U1会经历一个先增大后减小的过程？为什么计算表面张力需用拉断
前一瞬间的读数而不是最大值作为U1？。