表面张力系数的测定79368.doc

实验名称： 液体表面张力系数的测定 实验时间： 实验者： 院系： 学号： 指导教师签字： 实验目的： 1.通过测定液体表面张力系数，加深对液体表面性质的理解； 2.用砝码对硅压阻式力敏传感器定标，计算传感器灵敏度，学习定标方法； 3.测量春水和其他液体的表面张力系数； 4.测量液体的浓度与表面张力系数的关系。 实验仪器设备： 表面张力系数测定仪、砝码、镊子、待测液 实验原理： 1．液体表面张力系数： 液体的表面，由于表层内分子力的作用，存在着一定张力，称为表面张力，表面张力的存在使液体的表面有收缩的趋势。当液体表面存在一条直线时，表面张力就表现为直线两旁的液面以一定的拉力f相互作用。它的合力存在于表面层，方向恒与直线垂直，大小与直线的长度L成正比，即： 其中，α称为液体的表面张力系数，单位N/m。如图所示它的大小与液体的成分、纯度以及温度有关（温度升高时，α值减小）。 2．硅压阻力敏传感器测量液体表面张力系数： 测量一个已知周长的环状金属吊环从待测液体表面脱离时需要的力，脱离力（即：表面张力f）为表面张力系数乘以脱离表面的周长。即： 由此，得：其中, D1、D2分别为圆环的外径和内径； 实验中，表面张力可以由下式得到 （B为传感器灵敏度） 故 操作步骤： 1.开机预热； 2.清洗玻璃器皿和吊环； 3.15min后，对力敏传感器定标，首先调零，小心安放砝码； 4.将砝码盘挂在力敏传感器钩上，加各种质量砝码，测出数值，记录，用于定标； 5.玻璃器皿内放入待测液，安放到升降台上，二者紧贴固定； 6.游标卡尺测吊环内外直径； 7.取下砝码盘，换上吊环，测液体表面张力系数； 1）上升升降台，使液面上升，吊环下沿部分浸入液体； 2）下降升降台，使金属环片与液面间形成一个环状液膜，记录液柱拉断前一瞬间电压表读数U1，拉断时瞬间电压表读数U2； 3）重复6次，并记录数据； 8.换一种待测液体，重复步骤5 6 7，记录数据； 9.整理仪器。 实验数据记录： 1.硅压阻力敏传感器定标 砝码质量m/g 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 U=A+Bm A B r 输出电压U/mV 2.液体表面张力系数的测定 1)金属吊环的内、外径 1 2 3 4 5 平均值 标准偏差 D1/mm D2/mm 2）纯水的表面张力系数测量 水的温度 ℃ 测量次数 U1/mV U2/mV ΔU/mV f /(10-3 N) /(10-3 N·m-1) /(10-3 N·m-1) 1 2 3 4 5 6 3.待测液表面张力系数的测定 测量次数 U1/mV U2/mV ΔU/mV f /(10-3 N) /(10-3 N·m-1) /(10-3 N·m-1) 1 2 3 4 5 6 4.误差分析 水 待测液  结果分析与讨论： 大学物理实验预习与报告 - 2 - F拉 F张 m1g F张 F浮，金属丝很细，可忽略 m2g，膜质量很小，可忽略 金属丝在液体表面受力图 f,表面张力的合力 表面张力的示意图 F拉 F张 mg F张 直线的横截面 液体表面 f,表面张力的合力 次数i 测量值 相对误差 项目