液体表面张力的测定实验ppt

2020/5/20,液体表面张力系数的测定,一、表面张力现象与形成条件,为什么水面上的小昆虫能在水面上行走，而不会沉入水中？,用水吹不出气泡，而洗衣粉水、肥皂水则可以？,2020/5/20,大珠小珠落玉盘,二、表面张力的定性解释分子间既有引力作用又有斥力作用,液体表面张力产生的原因是液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层。,2020/5/20,表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，具有收缩趋势，所受合外力指向液体内部，因此有向液体内部运动的趋势，就是表面张力产生的原因。,2020/5/20,如果液面是水平的，则表面张力f也是水平的。当平衡时，沿周界的表面张力互相抵消。此时液体表面内外压相等，而且等于表面上的外压力P0。,2020/5/20,如果液面是弯曲的，则沿AB周界面上的表面张力f不是水平的。当平衡时，表面张力将有一合力。当液面为凸形时，合力指向液体内部。表面内部的液体分子所受压力必大于外部压力。,2020/5/20,当液面为凹形时，合力指向液体外部。液体内部的压力将小于外面的压力。,2020/5/20,影响表面张力的因素,温度杂质含量,三、实验测量方法:拉脱法毛细管升高法液滴测重法我们的实验采用第一种实验方法。装置示意图如下：,拉脱法,1、基本原理膜拉脱时的最大力2、要解决的技术问题微小变力的测量方法3、微小变力的测量方法非电量电测，通过物理效应将非电学量转换为电学量进行测量。在本实验中利用压电效应将力转换为电压进行测量。,2020/5/20,1）.标定力传感器灵敏度(求斜率)；U为测量电压，F是拉力，B是灵敏度2)测量水的表面张力系数D2吊环外径;D1吊环内径;U1吊环脱离水面前电压极大值；U2吊环脱离水面后电压稳定值；,四、实验仪器：,2020/5/20,电压表,五、实验步骤：,1.定标的实验步骤：调节仪器水平调传感器高度和位置，注意其水平。挂上挂环后，调节传感器高度、方位、长度，让其处于升降台的中央；在测量过程中不能变动。挂上砝码托盘,打开电压表电源，将起始读数调在10.0-50.0mV之间。加砝码，稳定后读电压表示数（加、减砝码各测一次）。,2.测量水的表面张力的实验步骤：挂上吊环，注意挂环水平；以顺时针转动升降台使液面上升至环下沿部分没入液体中；改为逆时针转动升降台使液面下降；试测，若数据问题即可开始实验数据记录；观察环浸入液体中及从液体中拉起时的电压表最大读数和拉断稳定后的读数并记录在表格中。,2020/5/20,操作注意事项,挂上砝码托盘后，电压表起始读数调在10.0-50.0mV之间；挂上吊环时要用力较轻，以免损坏传感器挂钩；调节传感器水平、高度和长短并在整个实验中保持不变。同时，挂钩位置也不变；取放砝码必须用镊子不能用手直接拿；仔细检查吊环水平，在旋转升降台时，尽量使液体的波动要小；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；完成实验后，将水盘中的水倒掉并擦拭干净；关掉电源，摆放整齐。,1.力敏传感器定标g=9.794m/s2,砝码6个，每个质量0.500g，注意力的单位和数量级,六、数据处理,2020/5/20,利用图解法求解B（参考值B=3.00V/N）,说明：1.横坐标是力，纵坐标为电压。注意标度、单位和数量级；2.连线时必须连直线；3.取点，取相距较远的两个非测量点并读出其值；4.计算出传感器的灵敏度。B应该取几位？,数据处理举例(注意单位、有效数字、数量级3.013）一、力敏传感器定标g=9.794m/s2,2020/5/20,1、逐差法求灵敏度BU4U1=44.4U5-U2=44.0U6-U3=44.2,2、平均法求B列出6个方程,前三个方程相加有73.5=3.00gB+3A(1)后三个方程相加有206.1=7.50gB+3A(2)所以，,算出表面张力系数,2.计算表面张力系数,计算公式,关于有效数字,20元=20.00元?数字仪表显示20mV=20.0mV?20mV=19.5-20.4mV（范围）20.0mV=19.95-20.04mV（范围）二者意义不一样。计算时，中间结果的有效位数不能少于直接测量数据的有效位数。,2020/5/20,2020/5/20,2020/5/20,思考与习题：,1、实验中用了什么方式测力？其基本原理是什么？2、水的表面张力系数与哪些因素有关？3、拉脱装置采用圆环相比其它形状