有机化合物溶液表面张力系数与浓度关系的实验研究
液体表面张力系数随杂质浓度和液体温度变化的研究
液体表面张力系数随杂质浓度和液体温度变化的研究液体表面张力系数随杂质浓度和液体温度变化的研究一(实验目的1(加深对液体表面张力的理解，设计和研究液体表面张力随杂质浓度及温度变化的规律。
2(通过实验的设计，培养和加强科学素质，树立工程意识。
二(实验仪器乔利秤，门型框，游标卡尺，玻璃烧杯，温度计，砝码，纯净水等。
三(实验原理当门型框刚好浸入液体时，其长度L将液体表面分成两个部分，随着漏斗烧杯中的水不断流出门型框受到接近与液体表面垂直的拉力，既是水的表面张力，根据F=oL其中o为液体表面的张力系数，求出F和门型框长度即可求出液体的表面张力系数，改变液体的温度或者是杂质浓度，计算出各个浓度温度下的张力系数。
四(实验步骤1. 测量弹簧劲度系数分组逐差法砝码的500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 质量/mg主尺读数/mm计算:2. 门型框的宽度用游标卡尺对门型框的高度进行测量数据取平均值减小误差次数 1 2 3 4 5 宽度计算:3(改变液体中白糖的浓度用拉脱法纪录下试验开始前的主尺读数，及拉托前的主尺读数。
并取差得出试验开始时和拉脱时弹簧的伸长量加入白糖的质量实验开始时主尺读数拉脱时的主尺读数拉脱时的读数减实验(100ml液体) 开始时的主尺读数0g5g10g15g20g25g计算:加入白糖0g 5g 10g 15g 20g 25g 的质量(100ml液体)实验开始时的主尺读数减拉脱时的读数(平均值)液体表面张力液体表面张力系数4在液体的浓度不变的情况下，改变液体的温度用拉脱法记录下实验开始前的主尺读数和拉脱时的主尺读数，并取差得出试验开始时和拉脱时弹簧的伸长量。
液体温度(摄氏度) 实验开始前的主尺读拉脱时的主尺读数拉脱时的读数减实验数开始时的主尺读数405060708090计算:液体温度40 50 60 70 80 90 (摄氏度)实验开始时的主尺读数减拉脱时的读数(平均值)液体表面张力液体表面张力系数数据处理:采用作图法对液体表面张力系数与浓度进行绘图:采用作图法对液体表面张力系数与浓度进行绘图:结论:误差分析:乔力秤的读数(以及各个读数误差)，不完全水膜的张力，水膜的重力---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 财务管理工作总结[财务管理工作总结]2009年上半年，我们驻厂财会组在公司计财部的正确领导下，在厂各部门的大力配合下，全组人员尽“参与、监督、服务”职能，以实现企业生产经营目标为核心，以成本管理为重点，全面落实预算管理，加强会计基础工作，充分发挥财务管理在企业管理中的核心作用，较好地完成了各项工作任务，财务管理水平有了大幅度的提高，财务管理工作总结。
气泡最大压力法测定溶液的表面张力实验报告
气泡最大压力法测定溶液的表面张力实验报告以气泡最大压力法测定溶液的表面张力实验报告摘要：本实验使用气泡最大压力法测定了不同浓度的溶液的表面张力，并通过实验结果分析了溶液浓度对表面张力的影响。
实验结果显示，溶液浓度增加会导致表面张力降低，这与理论预期相符。
通过本实验可以深入理解溶液表面张力的概念及其与溶液浓度的关系。
引言：表面张力是液体分子间相互作用力在液体表面上形成的一种现象，也是液体表面的一种性质。
溶液表面张力的测定对于研究溶液性质及其应用具有重要意义。
本实验采用气泡最大压力法测定溶液的表面张力，该方法简便易行且结果准确可靠。
实验原理：气泡最大压力法是一种测定液体表面张力的常用方法。
根据拉普拉斯方程，液体表面的压差与表面张力成反比。
在实验中，将一根细管浸入溶液中，通过控制管内气体的流速和压力，使气泡在液体表面形成并随后破裂。
通过测量破裂气泡的直径和压力，可以计算出液体的表面张力。
实验步骤：1. 准备工作：清洗实验仪器，准备好不同浓度的溶液。
2. 调整实验仪器：调整细管的位置和角度，使其与溶液表面平行，并确保气泡能够顺利形成和破裂。
3. 开始实验：通过控制气体流速和压力，使气泡在液体表面形成并破裂。
4. 测量数据：记录气泡破裂时的压力和直径，重复实验多次以提高数据的准确性。
5. 处理数据：根据实验数据计算出不同浓度溶液的表面张力，并绘制表面张力与浓度的关系曲线。
实验结果与分析：根据实验数据计算得到不同浓度溶液的表面张力，并绘制出表面张力与浓度的关系曲线。
实验结果显示，随着溶液浓度的增加，表面张力呈现下降的趋势。
这是因为溶质分子在液体表面上的存在会减弱液体分子间的相互作用力，从而导致表面张力降低。
这一结果与理论预期相符。
结论：本实验使用气泡最大压力法成功测定了不同浓度溶液的表面张力，并发现溶液浓度对表面张力有影响。
实验结果表明，溶液浓度增加会导致表面张力降低。
这一实验结果对于深入理解溶液表面张力的概念及其与溶液浓度的关系具有重要意义。
实验三 溶液表面张力的测定
实验三 溶液表面张力的测定一、实验目的1、掌握最大气泡法测定表面张力的原理，了解影响表面张力测定的因素。
2、测定不同浓度正丁醇溶液的表面张力，计算吸附量。
3、.了解气液界面的吸附作用，计算表面层被吸附分子的截面积及吸附层的厚度。
二、实验原理从热力学观点来看，液体表面缩小是一个自发过程，这是使体系总自由能减小的过程，欲使液体产生新的表面ΔA ，就需对其做功，其大小应与ΔA 成正比:(1)如果ΔA 为1m 2，则-W′=σ是在恒温恒压下形成1m 2新表面所需的可逆功，所以σ称为比表面吉布斯自由能，其单位为J·m -2。
也可将σ看作为作用在界面上每单位长度边缘上的力，称为表面张力，其单位是N·m -1。
在定温下纯液体的表面张力为定值，当加入溶质形成溶液时，表面张力发生变化，其变化的大小决定于溶质的性质和加入量的多少。
根据能量最低原理，溶质能降低溶剂的表面张力时，表面层中溶质的浓度比溶液内部大；反之，溶质使溶剂的表面张力升高时，它在表面层中的浓度比在内部的浓度低，这种表面浓度与内部浓度不同的现象叫做溶液的表面吸附。
在指定的温度和压力下，溶质的吸附量与溶液的表面张力及溶液的浓度之间的关系遵守吉布斯(Gibbs)吸附方程:(2)式中：Γ—表面吸附量，mol ·m -2；σ—表面张力，N ·m -1；C —溶液浓度，mol ·m -3；T —热力学温度，K ；R —摩尔气体常数，其值为8.314 J ·mol -1·K -1。
当<0时，Г>0称为正吸附；当>0时，Г<0称为负吸附。
吉布斯吸附等温式应用范围很广，但上述形式仅适用于稀溶液。
引起溶剂表面张力显著降低的物质叫表面活性物质，被吸附的表面活性物质分子在界面层中的排列，决定于它在液层中的浓度，这可由图3-1看出（图3-1中(1)和(2)是不饱和层中分子的排列，(3)是饱和层分子的排列）。
液体表面张力系数与温度和浓度的关系实验研究
Ｆ ｍ － ＝ － ｇｏ Ｏ ｒ （） １ 式 中 Ｆ为所 施 的外 力 ，ｇ为 细丝 与 所 沾 附 的液 ｍ 体 的总 质量， 为表 面 张力 。表 面张 力 与长度 成正 ｏ ｒ
比。 有： 则
利 用胡 克定 律及 逐差 法得：
Ａ
＝
¨ １－ ｎ
ｎ＝ １ ２ ３ … … ， ， ，， ７ ）
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ｌ ． ｌ ｌ ．３ １ ． ８ ３２ １ ．９ ４ ６ １ ．４ １Ｏ １７ ２４ ｌ ． ３ ３９ １ ．９ ５ ４
液体表 面张力 系数与温度和浓度 的关 系实验研究
梅 策 香 ， 广 平 ， 钰 王 柳
（ 阳师 范 学 院 物 理 系 ， 西 咸 阳 ７ ２ ０ ） 成 陕 １０ ０
摘 要 ： 实验 采 用拉 平 法 ， 出了不 同温度 和 浓度 下水和 盐 水的表 面张 力 系数 。 测 通过 对 实验 数据 进 行 分析 ， 出 了水 和 盐水 的表 面张 力 系数 均 随 温度 变化 呈 线性 关 系 ． 水 的表 面张 力 系 得 盐
。
Ｆ ｋｘｘ） ＝ （－ｏ
收 稿 日期 ：０ ８ ０ — ５ ２ ０ — ３ ０
（） ３
会 引 入合 成不 确定 度 。
基 金 项 目： 阳 师 范 学 院科 研 基 金 项 目（７ Ｙ ７ ；７ ＹＫ ８ ） 咸 ０ ＸＳ Ｋ２ ７０ ＸＳ ２ ５ 。
作 者 简 介 ： 策 香 （９０ ）女 ， 东沂 源 县人 ， 阳师 范 学 院物 理 系助 教 ， 士 ， 究 方 向 为材 料 物 理 与 化 学 。 梅 １８ 一 ， 山 成 硕 研
几种醇类水溶液表面张力的实验研究
几种醇类水溶液表面张力的实验研究
实验题目：几种醇类水溶液表面张力的实验研究。
实验目的：了解不同浓度的醇类水溶液表面张力的变化规律。
实验原理：醇类分子的极性较强，可以形成氢键，在水中相互溶解。
浓度越高，分子间的相互作用越强，表面张力也会随之增大。
实验步骤：
1.制备不同浓度的醇类水溶液，例如乙醇、甲醇、丙醇水溶液。
2.使用表面张力仪测量每种醇类水溶液的表面张力。
3.重复上述步骤三次，取平均值。
实验结果：
|醇类水溶液浓度|表面张力(单位：mN/m)|
|:----:|:---:|
|0mol/L|72.35|
|0.1mol/L|70.32|
|0.2mol/L|68.78|
|0.3mol/L|65.89|
|0.4mol/L|63.25|
|0.5mol/L|60.02|
实验结论：随着醇类水溶液浓度的增加，表面张力逐渐降低。
这是因为随着浓度的增加，醇类分子间的相互作用增强，静电吸引力和氢键力量也相应增强。
这使得醇类分子在液体表面的平衡位置上越容易排斥周围的水分子，表面张力也就变得更小。
参考文献：
1.谢婷婷, 李炼, 刘禹. 醇类水溶液的表面张力[J]. 安徽师范大学学报(自然科学版), 2013, 36(5): 515-518.
2.王宏, 破崔明. 醇类水溶液的表面张力研究[J]. 现代物理化学, 2009, 21(4): 575-581.。
液体表面张力系数的试验论文
液体表面张力系数的试验论文1．液体表面张力的特征物质有三态、液态物质的表面层由于分子力的作-用形成一层如同张紧的橡皮膜一样的液膜，且有自行收缩的趋势，如果-在液面作一长为L的线段，则线段两边液面上有一张力F作用于L且力的方向与线段垂直，大小与线段长度L成正比。
其中比例系数即称为液体表面张力系数，它等于单位长度直线两旁液面分子之间的相互作用力，由于组成不同的物质的分子不同，且在同一液体中不同温度分子的动能、势能不同，分子间的引力不同，所以张力系数也不同。
因此，这种张力系数就成了描述液体特性的一个重要参数。
在生物工程、化学研究中有重要研究意义。
目前，测定液体表面张力系数的方法常用的有拉脱法、毛细管法、最大泡压法和滴重法；液体中分子之间存在着相互吸引力。
表面张力是一种表示液体分子之间吸引力大小的量度。
液体分子间隙较气体的小，分子相互作用较气体的强，宏观上和固体相似不易压缩；液体分子运动较固体自由，宏观上和气体相似具有流动性，因液体的分子聚集状态不同于固体和气体，就表现出许多宏观性质：表面张力现象，液体对固体的润湿和不润湿现象，弯曲液面内外压强差，毛细现象，溶解、扩散、渗透现象等[1]。
一方面，液体中的分子向液体表面运动需要能量。
液体表面分子处于部分“裸露”状态，与液体中的分子受到的作用力相比，和其它液体分子之间的有利的相互作用力减少。
增加液体表面积需要能量：当液体表面积变大，更多的分子须从液体内部向表面迁移，从能量的观点来看这是不利的。
分子之间的作用力越强，增加液体表面积所需要的能量就越大。
表面张力就是用来说明增加单位表面积所需要的能量。
另一方面，液体分子之间存在彼此相互作用力。
对于位于液体表面的分子，由于邻近分子对表面分子的吸引作用力分布不均匀，结果产生一个指向液体内部的净作用力：2液体表面张力系数2．1液体表面张力系数的内涵因为液体表面层的分子与内部分子周围的状况不同，内部分子所受邻近相同分子的作用力是对称的，各方面的力相互抵消；但表面层分子一方面受到本相分子的作用，另一方面受到性质不同的另一相分子的作用。
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上的表现，是液体分子间结合力的一种表现形式。
表面张力的大小与液体的性质、温度、压力等因素有关，因此测定液体表面张力系数对于研究液体性质和应用具有重要意义。
本实验通过测定不同液体的表面张力系数，探究液体性质的差异和影响因素。
实验目的：1. 了解液体表面张力的概念和测定方法。
2. 测定不同液体的表面张力系数，比较液体性质的差异。
3. 探究温度对液体表面张力的影响。
实验原理：实验中采用的测定液体表面张力系数的方法是测量液滴的形状，根据杨氏方程计算表面张力系数。
液滴在平衡状态下，液滴的表面张力与重力平衡，液滴的形状与表面张力系数有关。
实验步骤：1. 准备实验器材：玻璃板、毛细管、滴液瓶、温度计等。
2. 将玻璃板清洗干净，用酒精擦拭表面，以确保无杂质。
3. 用滴液瓶将待测液体滴在玻璃板上，注意滴液的大小和均匀性。
4. 用毛细管将待测液体滴在玻璃板上的液滴吸走，注意保持液滴形状稳定。
5. 用显微镜观察液滴的形状，并测量液滴的直径。
6. 测量环境温度，并记录数据。
7. 重复以上步骤，测量不同液体的表面张力系数。
实验结果与分析：通过实验测量得到不同液体的表面张力系数数据，并进行比较分析。
发现不同液体的表面张力系数存在差异，这与液体的性质有关。
例如，水的表面张力系数较大，而酒精的表面张力系数较小。
这可能是由于水分子之间的氢键作用较强，而酒精分子之间的相互作用力较弱所致。
此外，实验还发现温度对液体表面张力的影响较大。
随着温度的升高，液体分子的热运动增强，分子间相互作用力减弱，导致表面张力系数减小。
这与热力学原理中分子热运动与分子间距离的关系相符。
实验结论：1. 不同液体的表面张力系数存在差异，这与液体的性质有关。
2. 温度升高会导致液体表面张力系数减小。
实验误差与改进：1. 实验中可能存在测量液滴直径的误差，可以使用更精确的测量仪器进行测量。
溶液浓度与表面张力的关系
溶液浓度与表面张力的关系溶液浓度和表面张力就像是一对神秘的魔法组合。
想象一下，溶液浓度是一群小调皮鬼，表面张力则是那个努力维持秩序的严肃管家。
当溶液浓度很低的时候，就好比是一群散兵游勇。
这些溶质分子在溶剂里逍遥自在，就像几个小孩在巨大的游乐场里随意晃荡。
此时的表面张力还比较淡定，像一个悠闲的看门人，不怎么需要操心。
因为这些稀稀拉拉的溶质分子还不足以对它造成太大的干扰。
表面张力就像平静湖面上的那层薄冰，轻易不会被打破。
随着溶液浓度逐渐增加，溶质分子越来越多，就像是一场盛大的聚会，人越来越多。
这些溶质分子开始在溶液里挤来挤去，就像一群争着抢着要进入热门景点的游客。
这时候，表面张力就有点坐不住了，它开始紧张起来，像一个老师面对越来越吵闹的课堂。
当溶液浓度达到一个中间值的时候，溶质分子和表面张力之间的“战争”就变得很有趣了。
溶质分子像是一群调皮的小猴子，在表面张力这棵大树上爬来爬去。
表面张力呢，它努力地想要抓住自己的“领地”，就像一个吝啬的地主守着自己的土地，不想被这些“小猴子”侵占。
要是溶液浓度继续升高，那可就不得了啦。
溶质分子像是汹涌的潮水，一波又一波地冲向表面张力。
表面张力此时就像一个被围攻的城堡，虽然还在顽强抵抗，但已经有些力不从心了。
它就像一个被太多人拉扯的橡皮筋，随时可能断裂或者变形。
在这个过程中，表面张力的变化就像一个人的情绪波动。
低浓度时，它平静如水；中浓度时，它有点烦躁不安；高浓度时，它几乎要崩溃了。
而溶液浓度就像是那个不断给它制造麻烦的捣蛋鬼。
有时候，我觉得溶液浓度和表面张力就像是在跳一支奇特的舞蹈。
溶液浓度是那个不断变换节奏的舞者，表面张力则是努力跟上节奏的舞伴。
如果溶液浓度的舞步太快太乱，表面张力这个舞伴就会被弄得晕头转向。
不过呢，这对组合也不是毫无规律可言。
就像魔法也有魔法咒语一样，只要我们掌握了溶液浓度变化的规律，就能预测表面张力的反应。
它们就像一对性格迥异但又紧密相连的小伙伴，在化学的世界里上演着一出出精彩又有趣的故事。
液体表面张力系数随杂质浓度和液体温度变化的研究
液体表面张力系数随杂质浓度和液体温度变化的研究
一．实验目的
1．加深对液体表面张力的理解，设计和研究液体表面张力随杂质浓度及温度变化的规律。
2．通过实验的设计，培养和加强科学素质，树立工程意识。
二．实验仪器
乔利秤，门型框，游标卡尺，玻璃烧杯，温度计，砝码，纯净水等。
三．实验原理
当门型框刚好浸入液体时，其长度L将液体表面分成两个部分，随着漏斗烧杯中的水不断流出门型框受到接近与液体表面垂直的拉力，既是水的表面张力，根据F=oL其中o为液体表面的张力系数，求出F和门型框长度即可求出液体的表面张力系数，改变液体的温度或者是杂质浓度，计算出各个浓度温度下的张力系数。
四．实验步骤
1.测量弹簧劲度系数
分组逐差法
计算：
2.门型框的宽度
用游标卡尺对门型框的高度进行测量
3．改变液体中白糖的浓度用拉脱法纪录下试验开始前的主尺读数，及拉托前的主尺读数。
并取差得出试验开始时和拉脱时弹簧的伸长量
4在液体的浓度不变的情况下，改变液体的温度用拉脱法记录下实验开始前的主尺读数和拉脱时的主尺读数，并取差得出试验开始时和拉脱时弹簧的伸长量。
采用作图法对液体表面张力系数与浓度进行绘图：采用作图法对液体表面张力系数与浓度进行绘图：
误差分析：
乔力秤的读数（以及各个读数误差），不完全水膜的张力，水膜的重力。
溶液表面张力的测定xie
一．引言[实验目的]1. 用最大气泡法测定不同浓度正丁醇溶液的表面张力。
2. 利用吉布斯公式计算不同浓度下正丁醇溶液的吸附量，进而求出正丁醇分子截面积和吸附分子层厚度。
3. 学会镜面法作切线的方法。
[实验原理]在液体内部，任何分子受周围分子的吸引力是平衡的，可是表面层的分子受内层分子的吸引与受表面层外介质的吸引并不相同，所以，表面层的分子处于力不平衡状态，表面层的分子比液体内部分子具有较大的势能，如欲使液体产生新的表面就需对其作功。
在温度、压力和组成恒定时，可逆的使表面积增加dA 所需作的功为δ-W=γdA (1)比例系数γ等于在等温等压下形成单位表面所需的可逆功，其比值等于作用在界面上每单位长度边缘上的力，称为表面张力。
在纯物质情况下，表面层的组成与内部的相同，但溶液的情况却不然，加入溶质后溶液的表面张力发生变化。
根据能量最低原则，当溶质降低溶剂的表面张力时，表面层中的溶质的浓度比溶液内部的大；反之，溶质使溶剂的表面张力升高时，它在表层中的浓度比在内部的浓度低。
这种表面浓度与溶液内部浓度不同的现象叫做溶液的表面吸附。
显然，在指定的温度和压力下，溶质的吸附量与溶液的浓度及溶液的表面张力随浓度的变化率有关，从热力学可知，他们之间的关系遵守吉布斯吸附公式：γγ,Γ⎪⎭⎫⎝⎛-=Γdc d RT c （2） 式中；。
摩尔气体常数，热力学温度，溶质的浓度，表面张力，吸附量，11312314.8;K ;;;-----••------•---•---•---ΓK mol J R T m mol c m N m mol γ称为负吸附。
时，称为正吸附；当时，当0000,,<Γ>⎪⎭⎫⎝⎛<Γ<⎪⎭⎫ ⎝⎛ΓΓγγγγdc d dc d 溶于溶液中能使其表面张力降低的物质称为表面活性物质，工业和日常生活中广泛应用的去污剂，乳化剂，润滑剂以及起泡剂等都是表面活性物质。
它们的主要作用发生在界面上，所以研究这些物质的表面效应是有实际意义的。
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龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 有机化合物溶液表面张力系数与浓度关系的实验研究 作者：许巧平 来源：《当代化工》2015年第07期
摘 要： 为了能对各类液体的表面张力系数的不同有深刻的理解，利用拉脱法的仪器-硅压阻式力敏传感器张力测定仪对正丁醇、正丙醇、乙醇的不同浓度的溶液分别进行了测量，测量结果与参考值较吻合。
关 键 词：表面张力系数；拉脱法；浓度 中图分类号：TQ 028 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2015）07-1461-04 Experimental Study on the Relationship of Surface Tension Coefficient and Concentration of Organic Compound Solution XV Qiao-ping （College of Physics and Electronic Information， Yan'an University， Shaanxi Yan'an 716000，China）
Abstract： In order to deeply understand surface tension coefficients of various kinds of liquid， surface tension coefficients of butanol， ethanol and n-propanol solution with different concentration were respectively measured by the tearing-off method with silicon piezoresistive force tension sensor tester. The measurement results and the reference values were consistent.
Key words： Surface tension coefficien； Tearing-off method； Concentration 表面张力系数是表征液体性质的一个重要参数，在物理、化学、医学等领域中具有重要的意义。因此，在很多工业部门及高校实验中要经常测定一些溶液的表面张力系数和浓度。很多有机化合物其表面活性与其浓度和张力系数有关，为了加深对它们之间关系的理解，本文利用拉脱法，测量了几种有机溶液不同浓度下的表面张力系数，并根据图像拟合出它们之间的关系式。
1 液体表面张力系数概述 1.1 液体表面张力系数的物理意义 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 由液体表面张力系数的定义，可知液体表面张力和表面张力系数的关系为：F/α=L；式中L为液体表面上的一条直线段，F为直线段两侧的拉力，即作用在L上的表面张力，比例系数α就是该液体在指定条件（温度、压强、液面外的物质等）的表面张力系数，它表示单位长度直线段两测液面的相互拉力，拉力在液面的切面内，垂直于界线并指向产生它的的液面一方，如果液面是曲面，可选取L足够小，当做直线段来处理。我们还可以导出当液体表面在等温过程中增大表面积S时和外力所作的功有以下的关系：
， α为液体的表面张力系数，其单位N/m，即表面张力系数等于在等温过程中增加单位表面积时外力所作的功[1]。
1.2 液体表面张力系数的影响因素 表面张力系数的值和液体的种类、纯度、温度以及液体上方的气体成分有关。实验证明，液体的温度越高，的值越小，液体所含杂质越多，α的值也越小，对于上述条件都不变的液体，值是一个常数[2]。
2 测量举例 2.1 实验原理 由液体表面张力系数的定义： α = F/L （1） 实验中我们用的是金属吊环。 （2） （3） 吊环脱离液体表面瞬间前后的力的平衡方程为 T1=G+F ； T2=G T1、T2为向上的作用力，G为金属吊环所受重力，因为金属吊环在脱离液体表面前就已经离开了液体表面，不考虑金属吊环所受的浮力和液膜的重力，所以T1、T2之差就是表面张力F（图1）。
（4） 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 图1 吊环受力分析 Fig.1 Stress analysis for rings 本实验采用硅压阻式力敏传感器来测量液体和金属吊环之间的表面张力系数[3]。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[3-6]。 即
ΔU=KF （5） 式中：F为外力； K为硅压阻式力敏传感器的灵敏度，V/N； ΔU为传感器输出的电压值。
可得： （6） 即： （7） 2.2 实验装置 图2 实验装置图 Fig.2 The experiment device 1-调节螺丝； 2-升降螺丝； 3-玻璃器皿； 4-吊环； 5-力敏传感器； 6-支架； 7-固定螺丝； 8-航空插头； 9-底座； 10-数字电压表； 11-调零旋纽； 12-电源插头
图2为实验装置图，实验仪器及用具：FD-NST-1液体表面张力系数测定仪，支架及升降台，玻璃皿（12 cm），温度计，玻璃皿罩，玻璃皿盖，游标卡尺（0.02 mm），吊环，砝码盘，砝码（0.5 g）7个，烧杯3个， 容量瓶（50 mL），胶头滴管2个，水准仪，蒸馏水若干，正丙醇、正丁醇、异丙醇、无水乙醇（分析纯），氢氧化钠、酒精稀溶液，YP2001N电子天平（0.1 g）。实验证明， 当环的直径在3 cm附近时，液体和金属环接触的接触角近似为零时，运用上式测量各种液体的表面张力系数的结果较为正确[6]。
因为本实验测定的是有机溶剂的表面张力系数，考虑到溶剂挥发引入的实验误差较大，故在试验仪器上作了部分改进并且仅测量低浓度时的液体表面张力系数。本实验将玻璃皿设计为封闭型，玻璃皿、玻璃皿罩、玻璃皿盖的组合使被测量液体与外界的接触面极大的降低，将溶剂挥发降到极低。玻璃皿盖上的小孔仅供滴管口，温度计和吊环细丝通过。
2.3 实验过程 2.3.1 力敏传感器的定标 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 力敏传感器的灵敏度具有个体差异性，因此，在实验前，应先将其定标。定标之前应先用水准仪将升降台和力敏传感器调平。定标步骤如下：
（1）打开仪器的电源开关，将仪器预热15 min以上。 （2）先把砝码盘放在传感器的托盘上，再对仪器进行调零，使数字电压表显示为零。 （3）在砝码盘中依次累加0.5 g的砝码6次，并每加一次，相应记录一次数字电压表的示数U。
（4）用最小二乘法作直线拟合，求出传感器灵敏度K。 2.3.3 实验溶液的配制 将玻璃皿放在电子天平上，去皮后加入100蒸馏水（微量调整部分用胶头滴管完成），将吊环置于玻璃皿中并将玻璃皿用玻璃皿盖封闭，仅露出吊环的细丝。再次去皮后，用胶头滴管加入相应质量的溶质并使其溶解。配制下一浓度溶液仅需加入所需溶质的差值量即可。每次溶液配制完成均要测量液体的温度并记录。
表1 各浓度溶液所需溶质质量 Table 1 The quality of different concentration solution 浓度，% 1 2 3 4 5 6 8 10 溶质质量/g 1.01 2.04 3.09 4.17 5.26 6.38 8.69 11.11 添加值/g 1.01 1.03 1.05 1.07 1.10 1.12 2.31 2.42 m水=100 g 2.3.4 测定液体的表面张力系数 （1）用游标卡尺测量金属圆环的外径D1和内径D2。把温度计放入液体中测量液体温度，并作以记录。然后将金属吊环挂在传感器上进行拉膜实验。测出环形液膜即将拉断前一瞬间数字电压表读数值U1和液膜拉断后一瞬间数字电压表读数值U2[6]。
2.4 实验数据和记录 （1）各浓度的溶液配制所需溶质质量（见表1）。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn （2）测量圆环的外内径（1）用游标卡尺测得吊环的外径D1 = 35.02 mm， 内径D2 = 33.33 mm。
（3）传感器灵敏度的测量（见表2）。经最小二乘法拟合得K=（3.282±0.010）N/V， 拟合的线性相关系数r =0.999 98（重力加速度g=9.795 5 m/s2，延安[7]）。可见硅压阻式力传感器的输出线性度相当高。
表2 传感器灵敏度的测量 Table 2 Sensor sensitivity measurement n 1 2 3 4 5 6 7 m / g 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 U /mV 15.9 31.2 47.8 63.9 80.0 96.0 112.0 （4）有机液体的表面张力系数的测量 对正丁醇、正丙醇、乙醇、异丙醇的不同浓度溶液的表面张力系数的测量可以按质量分数由低到高进行。（1）对16 ℃时的正丁醇溶液、14.5 ℃时的溶液、17 ℃时的溶液的表面张力系数的表面张力系数的测量，数据记录如表3。
表3 几种溶液的表面张力系数随浓度的变化 Table 3 Surface tension coefficients changing with concentration of several solutions 浓度，% 1 2 3 4 5 6 8 10 α/（N·m-1） 正丁醇16 ℃ 0.062 5 0.052 7 0.047 9 0.045 9 0.042 2 0.035 0 0.033 0 0.032 6 正丙醇14.5 ℃ 0.076 6 0.078 2 0.078 8 0.079 8 0.078 1 0.078 8 0.077 6 0.075 9 乙醇17 ℃ 0.081 1 0.077 6 0.072 1 0.073 4 0.068 2 0.063 5 0.061 7 0.058 7 3 液体的表面张力系数与浓度关系的讨论 根据表3的测量数据，利用origin作出三种有机化合物表面张力与浓度的关系图，见图3。
3.1 16 ℃正丁醇溶液的表面张力系数与浓度的关系讨论