液体表面张力系数影响因数.doc

20102011学年度上学期物理实验教学示范中心研究报告物电学院 物理学专业 1011班学生姓名饶磊学号2010110126指导教师杨正波实验地点N1104实验时间2011年 6 月 17 日实验名称液体表面张力系数的影响因素一、实验的研究现状及主要参考文献研究现状：1. 液体表面张力系数的影响因素与液体种类有关。2. 与液体温度有关。3. 与液体浓度有关。4. 与液体中杂质含量有关。参考文献：1顾惕人 ,朱步瑶 ,李外郎,等. 表面化学 M . 北京:科学出版社 , 1994: 20 - 33. 2焦丽凤 ,陆申龙. 用力敏传感器测量液体的表面张力系数 J . 物理实验 , 2002, 22 (7) : 40 - 42. 3洪振宇. 悬垂液滴研究及表面张力和润湿角测定 J . 物理实验 , 2006, 26 (7) : 10 - 12. 4龚镇雄编. 普通物理实验中的数据处理 M . 西安:西北电讯工程学院出版社 , 1985: 143. 5杨述武主编. 普通物理实验 一、力学及热学部分 M . 北京:高等教育出版社 , 2000: 30 - 31.二、实验需要的主要仪器设备和材料力敏传感器、表面张力系数测试仪、电磁炉、温度计、分析天平、盐、水、糖、洗衣粉、洗洁精、烧杯三、实验的研究目的研究温度与液体浓度这两种影响表面张力系数的因素四、实验的研究内容本实验，采用拉脱法测量液体表面张力，通过对七种不同浓度、不同温度下（控制变量法）表面张力系数的测定得出浓度、温度分别对液体表面张力系数的影响。具体实验方法如下：（1） 将传感器的固定杆安装在立柱上, 要保证测力方向和传感器弹簧片的平面垂直. （2） 传感器的定标:接上电源和数字电压表, 先通电预热 15分钟, 然后将砝码盘挂在传感器梁端头的小钩上, 对仪器调零后, 依次加入标准砝码, 从数字电压表读出对应的电压输出值。（3）游标卡尺测量圆环的外径和内径. （4）将金属圆环洗净, 挂在小钩上, 调节传感器固定杆的高低位置, 转动控制平台升降的微动螺旋, 使平台上升, 将金属圆环浸入待测液体中, 然后转动控制平台升降的微动螺旋, 使平台缓缓下降, 将金属圆环露出液面, 并拉起一液膜.（5）记下液膜即将拉断时数字电压表的读数值, 拉断时数字电压表的读数值, 则代入表达式即可得液体的表面张力系数.五、实验的创新之处1. 在测量的时候我们的气息会干扰试验，所以我想将实验仪器外加一个封闭装置。2. 由于实验时我们采用的是已配好的溶液，同学们多次使用可能导致溶液浓度混淆，从而导致实验的不准确性，因此我建议最好自己现配溶液进行试验，提高实验的准确性。3. 在对不同浓度的溶液进行测量时，由于不同的时间其诗文也会有所不同，因此建议最好在同一天一次性搞完。4. 在对不同温度的溶液尽心测量时，蒸发皿中的溶液温度与烧杯中的溶液温度不同步，所以我认为我们的测量数据有失偏颇，建议直接使用烧杯进行测量，温度计置于烧杯中，这样我们就能准确实在的观察到溶液真是温度的变化。5. 由于高温将到低温时速度很快，建议对不同温度的溶液进行测量时，速度要快。六、实验结果（包括实验数据、数据分析、实验结论等）1.力敏传感器定标：g=9.794m/m/g0.5001.0001.5002.0002.5003.0003.500U/mv15.030.045.159.974.690.1105.12.液体张力系数的测定：（1）金属环内外径的测量；/mmn1234533.4133.5133.4233.3533.41=-0.010.090.000.070.0133.4234.1134.2134.2334.0534.04=-0.020.080.100.080.0934.13（2）T=34时，不同浓度的NaCl溶液液体表面张力系数的测定： C=0.1 =47.3nU/mv142.6-4.346.90.4243.0-4.347.30.0342.7-4.447.10.2442.4-4.647.00.3543.6-4.548.10.8 C=0.4 =45.8nU/mv140.8-4.345.10.7242.8-4.547.31.5341.4-4.545.90.1441.8-4.646.40.6539.9-4.644.51.3 C=0.7 =45.7nU/mv140.9-4.545.40.3241.3-4.746.00.3341.1-4.745.80.1440.7-4.745.40.3541.1-4.745.80.1 C=1.6 =51.3nU/mv148.5-4.252.71.4246.4-4.250.60.7348.6-4.352.91.6445.7-4.450.11.2545.9-4.550.40.9 C=1.9 =47.3nU/mv143.3-4.347.60.3243.6-4.247.80.5343.2-4.347.50.2442.5-4.346.80.5542.6-4.447.00.3 C=3 =44.4nU/mv139.0-4.543.50.9239.2-4.643.80.6339.8-4.844.60.2440.0-4.944.90.5540.5-4.945.41.0 C=4 =42.2nU/mv136.9-4.841.70.5237.2-4.942.10.1337.6-4.942.50.3436.7-5.041.70.5537.8-5.042.80.6（3）同一浓度（C=1.7）NaCl溶液，在不同温度下的液体张力系数的测定 T=30 =50.2nU/mv146.2-4.851.00.8245.7-5.050.70.5344.2-4.949.11.1445.3-5.150.40.2544.6-5.049.60.6 T=35 =43.8nU/mv135.9-5.141.02.8235.8-5.140.92.9336.2-5.341.52.3443.2-5.248.44.6542.2-5.247.43.6 T=40 =39.5nU/mv135.6-4.440.00.5233.7-4.538.21.3335.6-4.540.10.6434.9-4.539.40.1535.1-4.639.70.2 T=45 =39.0nU/mv133.5-4.037.51.5233.4-4.037.41.6335.6-4.440.01.0434.9-5.140.01.0535.1-5.240.31.3 T=50 =37.6nU/mv132.5-3.636.11.5232.9-4.036.90.7332.6-4.837.40.2432.7-4.837.50.1535.0-5.240.22.6 T=55 =37.7nU/mv133.5-3.737.20.5233.3-3.737.00.7331.8-4.836.61.1433.0-4.937.90.2534.8-5.139.92.2 T=60 =36.7nU/mv131.9-3.435.31.4232.2-3.435.61.1332.4-4.637.00.3431.2-4.635.80.9534.8-4.939.73.0数据处理：1：有最小二乘法得回归直线：（）2：内径,外径A类不确定度：B类不确定度：（）0.04则：3：七种不同浓度的NaCl溶液；C=0.1% =47.3 A类不确定度：= 0.246 （） B类不确定度：0.25（47.300.25）；E=0.5%=0.073 ； ；各不确定度的分量：0.0004 ; 0.00005 ; 0.00005不确定度的为：0.0004则：=（0.07000.0004）；E=0.6% C=0.4% =45.8 A类不确定度：=0.558（） B类不确定度： 0.6 （45.80.6）；E=1.3% 14.951 =0.071各不确定度的分量：0.001；0.00005；0.00005不确定度的为：0.0010则： =（0.07100.0010）；E=1.4%C=0.7% =45.7A类不确定度：=0.14B类不确定度：0.14（45.700.14）；E=0.31%14.918；=0.070各不确定度的分量：0.00022；0.0011；0.00110.0016则：=（0.07000.0016）；E=2.3%C=1.6% =51.3A类不确定度：=0.7B类不确定度：0.7（51.30.7）；E=1.4%16.747=0.079各不确定度的分量：0.0011；0.00005；0.000050.0012则：=（0.07900.0012）；E=1.5%C=1.9% =47.3A类不确定度：=0.216B类不确定度：0.22（47.30.22）；E=0.5%15.441=0.073各不确定度的分量：0.0004；0.00005；0.000050.0005则：=（0.07300.0005）；E=0.7%C=3% =44.4A类不确定度：=0.4B类不确定度：0.4（44.40.4）；E=0.9%14.493=0.068各不确定度的分量：0.0007；0.00005；0.000050.0008则：=（0.06800.0008）；E=1.2%C=4%；=42.2A类不确定度：=0.25B类不确定度：0.25（42.200.25）；E=0.6%13.775=0.065各不确定度的分量：0.0004；0.00004；0.000040.0005则：=（0.06500.0005）；E=0.8%4：七种不同温度，浓度为1.7%的NaCl溶液；T=30 =50.2A类不确定度：=0.4B类不确定度：0.4（50.20.4）；E=0.8%16.388=0.077各不确定度的分量：0.0007；0.00005；0.000050.0008则：=（0.07700.0008）；E=1.0%T=35 43.8A类不确定度：=2.0B类不确定度：2.0（43.82.0）；E=4.6%14.298=0.067各不确定度的分量：0.004；0.00004；0.000040.004则：=（0.0670.004）；E=6.0%T=40 =39.5A类不确定度：=0.4B类不确定度：0.4（39.50.4）；E=1.0%12.893=0.061各不确定度的分量：0.0007；0.00004；0.000040.0008则：=（0.06100.0008）；E=1.3% T=45 =39.0A类不确定度：=0.8B类不确定度：0.8（39.00.8）；E=2.1%12.730=0.060各不确定度的分量：0.0013；0.00004；0.000040.0013则：=（0.06000.0013） ；E=2.2% T=50 =37.6A类不确定度：=0.8B类不确定度：0.8（37.60.8）；E=2.1%12.273=0.058各不确定度的分量：0.0013；0.0007；0.00070.0017则：=（0.05800.0017）；E=2.5% T=55 =37.7A类不确定度：=0.7B类不确定度：0.7（37.70.7）；E=1.9%12.305=0.058各不确定度的分量：0.0011；0.0007；0.00070.0015则：=（0.05800.0015）；E=2.6% T=60 =36.7A类不确定度：=1.0B类不确定度：1.0（36.71.0）；E=2.7%11.979=0.056各不确定度的分量：0.0016；0.0009；0.00090.0021则：=（0.05600.0021）；E=3.75%4.浓度0.