用焦利氏秤测量液体的表面张力

.用焦利氏秤测量液体表面张力系数的制作者：翁，1 .了解用焦利氏秤测量微小力的原理和结构和方法。 2 .学习拉拔法测定水的表面张力系数。 3 .掌握依次法处理数据的方法。 实验目的、焦利氏秤、砝码数个及托盘、型电线、温度计、水垢、金属镊子。 实验器具、金属套筒b垂直于三角基座，调节基座的螺钉r，将能够使金属套筒成为垂直状态的带米刻度的金属棒a嵌入金属套筒内，旋转金属套筒下部的升降按钮g时， 在套筒内的能够使金属棒上升或下降的金属套筒上，在带有光标p和载物台h的梁s上挂有锥形弹簧c，在下端挂有带钩的反射镜I。 小镜子通过固定在支柱上的玻璃管d，挂上秤盘e，转动旋钮f，载物台h就可以上下移动。 玻璃管和小镜子上刻着暂时的线，转动g的话杠杆就会上升。 图1、焦利氏秤的结构、表面张力与固体内部的拉伸应力类似，该应力存在于极薄表面层内，而且不是弹性变形，是液体表面层内的分子力作用的结果。 实际上，表面张力是液体表面层相邻部分间的吸引力. 表面张力的方向沿着液体表面的切线方向，大小可以用表面张力系数表示。 假设在液面上形成长度为l的线段，在张力的作用下，线段两侧的液面以一定的张力相互作用，力的方向垂直于线段，大小与线段的长度l成比例，即比例系数称为液体表面张力系数，定义为作用于单位长度的直线两侧的液体表面张力，单位为N/m。 液体的表面张力系数的大小与液体的种类、纯度、温度及其上的气体成分有关，温度越高，液体中含有的杂质越多，表面张力系数越小。测定液体表面张力系数的一般方法有抽出法、液滴测定法、毛细管上升法等。 本实验采用拉拔法测定水和空气界面的表面张力系数。采用拉拔法测量表面张力系数，采用拉拔法测量液体表面张力系数是基于液体与固体接触时的表面现象提出的。 根据分子运动论，液体分子和与其相接的固体分子之间的吸引力大于液体分子的凝聚力时，就会发生液体浸润到固体中的现象。 拉拔法利用这一现象实现了液体表面张力的测量。 将干净的型金属钩浸入水中，水会浸润到该金属中，因此拉起金属钩时，在型金属框架内会形成双面水膜。 慢慢提起型钩，水膜破裂的瞬间，表面张力与弹簧的弹力大小相等：在此，k是焦弹簧秤的顽固系数，实验中可测量的x是膜拉中焦弹簧的最大伸长量，根据焦弹簧秤的位置可计算的l是型钩的宽度。实验步骤1、将弹簧和镜子挂在焦利氏秤上，调节焦利氏秤座的基座旋钮，即使金属棒铅直且金属棒和弹簧平行。 2、如图1所示，在焦利氏秤上依次挂上弹簧、小镜子、平衡块，通过调节夹着玻璃管的夹子，小镜子能够在玻璃管内自由伸缩，即不与玻璃管摩擦，通过松开焦利氏秤梁的把手，使小镜子的镜面朝向人，最后紧固该把手。 3 .测量弹簧的强度系数K:a .调节焦利氏秤的金属棒升降旋钮，使玻璃管刻线、小镜镜面刻线以及玻璃管刻线在小镜中的像三者处于水平面，记录此时焦利氏秤的上游标的刻度即光标的初始刻度。用镊子将1、2、3、5克的砝码放在秤上，然后转动焦利氏秤的升降按钮，将三线放在一个水平面上，分别记录光标的读数。 c .将上述数据填入下表，计算弹簧的弹簧常数k的平均值。4、测定水的表面张力系数。 b .如图3所示，用游标卡尺测量型钩的内外宽度，重复测量5次。 最后，根据下式求出型钩宽l。 调节a.型钩，使双脚相互平行，垂直于横边。图2所示的：图2、图3、l=(l1 l2)/2、c .用镊子夹着型钩在酒精灯中微烧，去除型钩表面的杂质，将该型钩挂在配重盘上。 d .将盛水的烧杯放在平台上，调节金属棒的升降按钮，将型钩浸入水中，使型钩的旁边与水面接触。 e .调节夹住玻璃管的夹子，记录此时光标的位置x0，使三线在一个水平面内。 f .“三线在一个水平面内”的条件下，一只手拿着升降按钮来调节载物台的高度，直到型线框正好脱离液面为止，停止调节，记录光标的位置x。 弹簧的最大伸长量x可通过下式得出。 在此操作过程中应缓慢调节升降旋钮和载物台，保证三线在一个水平面内。 将g.df的步骤重复35次，求出平均值。 x=x-x0，液体表面张力实验数据表，h .记录实验前后的室温，平均作为测定中的水的温度t。 I .整理实验仪器。 j .计算水的表面张力系数及其不确定度。实验注意事项、1 .实验中应始终保证玻璃管中央悬挂小镜子。 2 .焦利氏弹簧是精密零件，应轻轻拿着放置，防止破损。 3 .测量型线的宽度时，请躺在纸上，防止变形。 4 .拉胶片时的动作平稳，轻，在振动不确定的情况下无法测量。5.测量时始终保证“三线一致”，线框的上缘和水面平坦时读取。 6 .用清洁玻璃杯和酒精灯处理过的型钩子用手触摸不到。问题是，讨论液体表面张力是如何形成的液体表面张力与这些因素有关吗？ 拉胶片时弹簧的初始位置如何确定？ 为什么在拉胶片的过程中，为什么要把三线保持在一个水平，为了实