实验三 液体表面张力系数测定
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。
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。
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。
液体表面张力系数测定

液体表面张力系数测定
第1页,本讲稿共12页
实验原理
1.表面张力与表面张力系数:
表面张力是液体表面的重要特性,它类似于固体内部的拉伸应力,这种应力 存在于极薄的表面层内。是液体表层内分子力作用的结果。液体表面层的分子有 从液面挤入液内的趋势,从而使液体有尽量缩小其表面的趋势,整个液面如同一 张拉紧了的弹性薄膜,我们把这种沿着液体表面,使液面收缩的力称为表面张力。 作用于液面单位长度上的表面张力,称为液体的表面张力系数。
实验内容
1.测量弹簧的劲度系数: 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。
4.灼烧“Π”形丝时不宜使其温度过高,微红(约)即可, 以防变形。灼烧之后不应再用手触摸,因“Π”形丝很小, 故应防止遗失。
5.拉膜时动作要轻,尽力避免弹簧的上、下振动。为使数 据测量准确,拉膜过程中动作要协调:在调节旋钮使弹 簧均匀向上伸长时,需同时反时针旋转螺旋,使载物台 均匀下移.
物理实验中心
第11页,本讲稿共12页
问题和讨论
1. 什么是“三线对齐”?本实验中测量表面张力时缓慢地将∏型
金属丝框从水中拉起,该过程中需要时刻保证“三线对齐”, 应如何操作?
2. 实验中要求把∏型金属丝框拉到欲脱离水膜而又恰未脱离 的极限状态,这是为什么?
液体表面张力系数测定实验总结

液体表面张力系数测定实验总结一、引言液体表面张力是指液体表面上分子间存在的一种引力,它使液体表面呈现一定的弹性,抵抗外界对其表面的变形。
液体的表面张力系数可以通过实验测定得到。
本实验主要通过测量液体的升降管法和测量液滴下落时间法来确定液体表面张力系数。
二、实验过程1.实验仪器和材料准备–升降管–实验台–液体样品–计时器–温度计2.实验步骤 ### 2.1 升降管法测定–将升降管倒立浸入液体中,保持液面高度与实验台表面平齐;–观察管内液面的抬升高度,并记录;–根据液面高度的变化计算液体表面张力系数。
2.2 液滴下落时间法测定–将液体样品滴入容器中,使其形成一定大小的液滴;–从一定高度自由下落的液滴在空气中会受到空气阻力的影响,记录液滴下落的时间;–根据液滴下落时间计算液体表面张力系数。
三、重要观点1.液体的表面张力是由分子间的相互作用力引起的,分子间的相互作用力越强,液体的表面张力就越大。
2.表面张力使液体呈现出一定的弹性,能够抵抗外界对其表面的变形。
3.升降管法测定液体表面张力系数时,液体在升降管中的抬升高度与液体表面张力成正比。
4.液滴下落时间法测定液体表面张力系数时,液体滴落距离与液体表面张力成反比。
四、关键发现1.通过实验测定,我们发现升降管法和液滴下落时间法的测量结果基本一致,说明两种方法都可以较准确地测定液体的表面张力系数。
2.实验中发现,液体的表面张力系数与温度有关,随着温度的升高,液体表面张力系数会减小。
五、进一步思考1.实验中我们只测定了几种不同类型的液体的表面张力系数,是否能够通过这些结果得出一般性的结论?2.为何液体的表面张力系数会随着温度的升高而减小?3.是否存在一种更准确的测定液体表面张力系数的方法?4.液体的表面张力对生活中的现象有何影响?如何利用液体的表面张力进行实际应用?六、总结通过本次实验,我们学习了液体表面张力的概念和测定方法。
实验结果表明,升降管法和液滴下落时间法都可以用于测定液体表面张力系数,且测量结果较为准确。
[复习]液体表面张力系数的测定
液体表面张力系数的测定【实验目的】1.掌握用毛细管升高法测液体表面张力系数的原理和方法。
2.学习用读数显微镜测量微小长度。
【实验原理】当液体和固体接触时,若固体和液体分子间的吸引力大于液体分子间的吸引力,液体就会沿固体表面扩展,这种现象焦润湿。
若固体和液体分子间的吸引力小于液体分子间的吸引力,液体就不会在固体表面扩展,叫不润湿。
润湿与不润湿取决于液体、固体的性质,如纯水能完全润湿干净的玻璃,但不能润湿石蜡;水银不能润湿玻璃,却能润湿干净的铜、铁等。
润湿性质与液体中杂质的含量、温度以及固体表面的清洁程度密切相关,实验中要予以特别注意。
液体表层内分子力的宏观表现,使液面具有收缩的趋势。
想象在液面上划一条线,表面张力就表现为直线两侧的液体以一定的拉力相互作用。
这种张力垂直与改直线且与线的长度成正比,比例系数称为表面张力系数。
把金属丝AB弯成如图5.2.1-1(a)所示的形状,并将器悬挂在灵敏的测力计上,然后把它浸到液体中。
当缓缓提起测力计时,金属丝就会拉出一层与液体相连的液膜,由于表面张力的作用,测力计的读数逐渐达到一最大值(超过此值,膜即破裂),则应当是金属丝重力与薄膜拉引金属丝的表面张力之和。
由于液膜有两个表面,若每个表面的力为,则由得(1)显然表面张力是存在于液体表面上任何一条分界线两侧间的液体的相互作用拉力,其方向沿着液体表面,且垂直于改分界线。
表面张力的大小与分界线的长度成正比。
即(2)式中称为表面张力系数,单位是N/m。
表面张力系数与液体的性质有关,密度小而易挥发的液体小,反之较大;表面张力系数还与杂质和温度有关,液体中掺入某些杂质可以增加,而掺入另一些杂质可能会减少;温度升高,表面张力系数将降低。
测定表面张力系数的关键是测量表面张力。
用普通的弹簧称是很难迅速测出液膜即将破裂时的的,应用焦力氏称则克服了这一困难,可以方便地测量表面张力。
【实验仪器】焦利氏称由固定在底座上的秤框、可升降的金属杆和锥形弹簧秤等部分组成,如图5.2.1-2所示。
液体表面张力系数测定的实验原理
液体表面张力系数测定的实验原理引言液体表面张力是液体分子间的相互作用力在表面处形成的一种力,是导致液体表面上产生“膜状”的现象。
表面张力的大小与液体的性质有关,可以通过实验测定来确定。
本文将详细讨论液体表面张力系数的测定原理及相应的实验方法。
一、实验原理液体表面张力系数是在单位长度上作用垂直于液体表面的力所引起的能量变化,可以用下式进行表示:γ=F l其中,γ表示表面张力系数,F表示作用在液体表面上的力,l表示力的作用长度。
液体表面张力系数的单位是N/m。
二、测定方法液体表面张力系数可以通过静水压力法、杯法和浮物法等多种方法来测定。
其中,静水压力法是最常用的方法之一。
1. 静水压力法静水压力法是利用压强与高度成反比的关系,通过测量液柱高度差来间接计算液体表面张力系数。
实验步骤1.准备两个玻璃杯,并用实验器皿将它们连通。
2.在一个杯子中注入待测液体,使其液面与连通的另一个杯子上的液面保持水平。
3.测量两个液面的高度差ℎ0。
4.在注入液体的杯子中挂一个重物,使液面下降一段距离ℎ。
5.再次测量液面的高度差ℎ′。
6.计算液体表面张力系数γ,公式如下:γ=2(d−D)Vgπℎ其中,d为液体密度,D为水的密度,V为液体体积,g为重力加速度。
2. 杯法杯法是利用液体表面张力对液体表面的收缩力来测定表面张力系数。
实验步骤1.准备一个悬臂杯,并用注射器将它装满待测液体。
2.将注射器与悬臂杯连通,调整注射器,使悬臂杯上的液面与注射器上的液面保持水平。
3.记录注射器中液面下降的长度ℎ。
4.计算液体表面张力系数γ,公式如下:γ=mg 2πR其中,m为注射器中液体的质量,g为重力加速度,R为悬臂杯的半径。
3. 浮物法浮物法是利用液体表面张力对物体浮力的影响来测定表面张力系数。
实验步骤1.选择一个物体,并将其浸入待测液体中,使其浸入深度变为ℎ。
2.测量物体浸入液体前后液面的高度差ℎ′。
3.计算液体表面张力系数γ,公式如下:γ=2gdΔρℎ−ℎ′其中,g为重力加速度,d为液体密度,Δρ为物体的相对密度。
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 精度:0.1mm表2:金属框拉脱液膜时,焦利氏称的读数0.015mm表3:金属环拉脱液膜时,焦利氏称的读数数据处理:1.用逐差法求弹簧的倔强系数①每增加3个砝码的读数差的算数平均值h14125236312.5910.96 1.6313.1111.50 1.6113.6612.03 1.62h l l cm h l l cm h l l cm=-=-==-=-==-=-=11.63 1.61 1.621.623nii h h cm n=++===∑② 3个砝码的拉力330.5109.790.014685F mg N -==⨯⨯⨯= ③代入(4)式得到焦利氏秤的弹簧倔强系数 20.0146850.906/1.6210F K N m h -===⨯ 2.用金属框测量液体的表面张力系数①计算6次10h h - 的算术平均值10h h -和标准偏差10()s h h -10110()0.980.96 1.000.98 1.000.970.98176nii h hh h cm n=-+++++-===∑10()0.01602s h h cm-=== ②根据肖维涅准则,所记录数据无异常。
③求10h h -的标准偏差10()s h h -10()0.00654s h h cm -=== ④相对误差1010()0.00654100%100%0.6662%0.9817s h h Eh h -=⨯=⨯=-⑤偏差比较:焦利氏秤精度为0.1mm ,需要估读。
因为0.0654mm>0.05mm ,所以10()0.006540.07s h h cm mm -==⑥得到10()h h - 的结果表达式1010101010()(9.820.07)()100%0.67%h h h h s h h mm s h h E h h ⎧-=-±-=±⎪⎨-=⨯=⎪-⎩⑦将其与金属框长度l 、直径d 以及倔强系数K 一起代入公式(5)计算自来水的表面张力系数10()0.9060.98170.09710/2()2(4.5000.0800)K h h N m l d σ-⨯===+⨯+⑧查附表15可得在24c 温度下水与空气接触表面的张力系数σ= 0.07212N/m金属框测得系数的理论误差0.097100.07212100%100%0.346335%0.07212E σσσ--=⨯=⨯== ⑨根据误差传递公式得 10()0.006540.906()0.000646/2()2 4.58s h h K s N m l d σ-⨯===+⨯1010()()0.67%s h h s E h h σσ-===-⑩得到σ 的结果表达式()(0.09710.0007)/()100%0.67%s N m s E σσσσσ⎧=±=±⎪⎨=⨯=⎪⎩3.用金属环测量液体的表面张力系数①计算6次10h h - 的算术平均值10h h -和标准偏差10()s h h -10110()1.04 1.04 1.07 1.07 1.07 1.031.0536nii h h h h cm n=-+++++-===∑10()0.01862s h h cm -===②根据肖维涅准则,所记录数据无异常。
液体表面张力系数测定实验方法
液体表面张力系数测定实验方法同学们!今天咱就来好好唠唠液体表面张力系数测定这个实验咋个做哈。
这可是个挺有意思的实验呢,跟着我一起来瞅瞅吧。
一、实验目的。
咱做这个实验主要是想把液体表面张力系数给测出来呀。
这表面张力系数在很多领域都挺有用的,像物理、化学啥的,了解了它,就能对液体表面的一些性质有更清楚的认识啦。
二、实验器材。
做这个实验啊,得准备好一些家伙事儿。
比如说,有个干净的金属圆环,这圆环得比较规整哈,不然可能会影响实验结果哟。
还有砝码盘,用来放砝码的,砝码的质量得是已知的哈。
还有玻璃器皿,用来装待测液体的,像水啊、酒精啊这些都可以拿来试试。
另外呢,还得有个支架,用来挂金属圆环和砝码盘的,得保证它比较稳固,不然实验做到一半,东西都倒了可就麻烦啦。
还有个游标卡尺,这可是用来测量金属圆环的内径和外径的,测量的时候可得仔细点儿,不然数据不准,后面的结果也就不准咯。
三、实验原理。
液体表面张力啊,简单来说,就是液体表面层分子间的相互作用力。
想象一下哈,液体表面就好像有一层看不见的膜,它会让液体表面尽量收缩到最小的面积。
这个表面张力的大小和液体表面的长度成正比,比例系数就是咱要测的表面张力系数啦。
根据力的平衡原理,当金属圆环被液体表面的张力拉起,达到平衡的时候,重力就等于表面张力。
咱通过测量相关的数据,像金属圆环的尺寸、砝码的质量啥的,就能算出表面张力系数咯。
四、实验步骤。
1. 先把金属圆环用酒精洗干净,然后用蒸馏水冲洗,再晾干。
为啥要这么做呢?就是为了把圆环上的杂质都去掉,不然这些杂质可能会影响液体对圆环的作用力,导致结果不准哈。
2. 用游标卡尺测量金属圆环的内径和外径,多测几次,然后取平均值,这样能让测量结果更准确一点儿。
把数据记下来哈,可别一会儿就忘了。
3. 把玻璃器皿装满待测液体,放在水平的桌面上。
然后把支架放在合适的位置,把金属圆环挂在支架上,让圆环的平面和液体表面平行,并且刚好接触到液体表面。
4. 在砝码盘里轻轻地放上砝码,一个一个地放哈,边放边观察金属圆环的情况。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
实验三 液体表面张力系数测定
一 实验目的
1、学习一种测量液体表面张力系数的方法——拉脱法。
2、观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象,并用物理学基本概念和
定律进行分析和研究,加深对物理规律的认识。
二 实验仪器
液体表面张力系数测定仪。
1、硅压阻力敏传感器: (1) 受力
量程:0——0.098N (2) 供
电电压:直流5-12V
2、显示仪器: (1) 200mV 三位半
数字电压表 (2) 调零:手动
多圈电位器
3、力敏传感器固定支架、升降台、
底板及水平调节装置
4、吊环:外径ф3.496cm、 内径ф3.310cm、 高0.85cm的铝合金吊环
三 实验内容
1、对力敏传感器定标
2、用拉脱法测液体表面张力系数
四 实验原理
测定表面张力系数的方法很多,常用的方法有拉脱法、毛细管法、液滴测重
法和最大气泡压力法。本实验用拉脱法测定液体表面张力系数。
液体表面层内分子相互作用的结果使液体表面自然收缩,犹如紧张的弹性薄
膜。由于液体表面收缩而产生的沿着切线方向的力称为表面张力。液体表面张力
系数()与液体种类、纯度、温度和液面上方的气体成分有关,液体温度越高,
值越小,液体含杂质越多,值越小。只要上述条件保持一定,则
是一个常
数。所以,测量是要记下当时温度和所用的液体的种类及纯度。
一个金属环固定在传感器上,将该环浸没于液体中,并渐渐渐拉起圆环,
当它从液面拉脱瞬间,传感器受到的拉力差值f为
f=π(D1+D2)α
式中D1 、 D2分别为圆环内径和外径,α为液体的表面张力系数,所以液
体表面张力系数为:
)(21DDf
f由力敏感传感器的灵敏度确定
f=(U1-U2)/B
式中U1 为吊环即将拉断液柱前一瞬间数字电压表读数值,U2 为拉断时瞬间
数字电压表读数。
五 实验步骤
1、开机预热。
2、清洗玻璃器皿和吊环。
3、在玻璃器皿内放入被测液体并安放在升降台上。(玻璃器皿底部可用双面胶与
升降台面贴紧固定)。
4、将砝码盘挂在力敏传感器的钩上。
5、若整机已预热15分钟以上,用最小二乘法对力敏传感器定标。(将砝码盘挂
在力敏传感器的钩上,加砝码前应首先对仪器调零,安放砝码时应尽量轻。)
6、挂上吊环,在测定液体表面张力系数过程中,可观察到液体产生的浮力与张
力的情况与现象,以顺时针转动升降台大螺帽时液体液面上升,当环下沿部
分均浸入液体中时,改为逆时针转动该螺帽,这时液面往下降(或者说相对
吊环往上提拉),观察环浸入液体中及从液体中拉起时的物理过程和现象。特
别应注意即将拉断液柱前一瞬间数字电压表读数值和拉断时瞬间数字电压表
读数,记下这两个数值。
六 数据记录及处理
1、硅压阻力敏传感器定标
表一 力敏传感器定标
物体质量m/g 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500
输出电压V/(mv)
2、液体表面张力系数的测定
表二 纯水的表面张力系数的测定 t=____℃
测量次数 U1/ mV U2/ mV △U/ mV f/×10-3N α×
10-3N/m
1
2
3
4
5
6
误差计算
测定液体温度,查表确定该温度时液体的表面张力系数,计算百分误差。
七 注意事项
1 吊环须严格处理干净。可用NaOH溶液洗净汕污或杂质后,用清洁水冲洗干
净,并用热吹风烘干。
2 吊环水平需调节好,注意偏差1°,测量结果引入误差为0.5%;偏差2°,则
误差1.6%。
3 仪器开机需预热15分钟。
4 在旋转升降台时,尽量使液体的波动要小。
5 工作室不宜风力较大,以免吊环摆动致使零点波动,所测系数不正确。
6 若液体为纯净水,在使用过程中防止灰尘和油污及其它杂质污染。特别注意手
指不要接触被测液体。
7力敏传感器使用时用力不宜大于0.098N,过大的拉力传感器容易损坏。
8 实验结束须将吊环用清洁纸擦干,用清洁纸包好,最好放入干燥缸内。
八 问题讨论
1、对几个量多次测量的目的是什么?是为了减少哪些因素带来的测量误差?
2、试分析引起液体表面张力系数值系统误差的主要原因。
3、试分析本实验方法与传统液体表面张力系数测量方法的优劣?
4、全面分析本实验中各因素对最后结果误差的影响,能否提出改进意见?