水的张力测量

水的张力测量朱朋明世强（重庆交通大学河海学院重庆400074）摘要液面上任一分界直线一边的表面层与另一边的表面之间具有相互吸引的力，此力就叫做表面张力。所以要扩大水的表面积就必须对其做功。本实验就是对水张力的测量。对水张力的了解有利于对生活中的现象进行解释和在工程中的运用。利用水在玻璃片和液面之间产生的水膜，测量使玻片离开水面时产生的拉力，利用公式经过运算，张力就可以求得。关键词表面层吸引力张力大气压1引言自然界的张力现象我们可以看到很多表面张力的现象和对张力的运用。比如，露水总是尽可能的呈球形；而某些昆虫则利用表面张力可以漂浮在水面上；不小心打碎体温计后，里面的水银掉在地上，小水银滴也呈球形。2实验原理液体表面张力是由于表面层的液体分子处于特殊情况决定的。液体内部的分子和分子之间几乎是紧挨着的，分子间经常保持平衡距离，稍远一些就相吸，这就决定了液体分子不像气体分子那样可以无限扩散，而只能在平衡位置附近振动和旋转。在液体表面附近的分子由于只显著受到液体内侧分子的作用，受力不均，使速度较大的分子很容易冲出液面，成为蒸汽，结果在液体表面层（跟气体接触的液体薄层）的分子分布比内部分子分布来得稀疏。相对于液体内部分子的分布来说，他们处在特殊的情况中。表面层分子间的斥力随他们彼此间的距离增大而减小，在这个特殊层中分子间的引力作用占优势。如若将水分散成雾滴，即扩大其表面，有许多内部水分子移到表面，就必须克服这种力对体系做功表面功。所以当该玻片受到向上的拉力时，水分子之间就表现为相互的吸引力，从而阻碍外力的作用，当玻片恰好离开水面时，盖玻片受到大气压力、绳子拉力、水的张力恰好达到最大的静态平衡，此时盖玻片系统受到的合外力为零。PSF张GF拉,GM1G，F拉M2/100水V2V1G,SL2则F张M2/100水V2V1GM1GPL2。并且根据液体张力的基本公式液体粘滞力为FATDU/DY，T为常数，A为面积。3说明1）表面张力是分子力的一种表现。它发生在液体和气体接触时的边界部分。2）表面张力的方向和液面相切，并和两部分的分界线垂直，如果液面是平面，表面张力就在这个平面上。如果液面是曲面，表面张力就在这个曲面的切面上。3）表面张力F的大小跟分界线MN的长度成正比。可写成FL或FL。比值叫做表面张力系数，它的单位常用DYN/CM。在数值上表面张力系数就等于液面表面相邻两部分间单位长度的相互牵引力。液膜表面张力系数液膜的表面能/液膜面积F表面张力/2所取线段长。表面张力系数与液体性质有关，与液面大小无关。4正文快照41器具准备气压计滴定管方形盖玻片凹型玻璃片天平吸水纸100个塑料袋游标卡尺带滑轮铁架台轻质细绳滴管42实验步骤1）用气压计测出大气压P。2）用游标卡尺测出方形玻璃片的边长，每边的两端及中间各测一次，求其平均值L。此数据可求得方形玻璃片的面积SL2。3）用天平测出盖玻片的质量为M1,测出100个塑料袋的质量为M24）安装如图（图11）所示的实验设备，向凹形玻璃片中加入适量的水，将盖玻片平行地放入凹形片中，但水不能没过盖玻片表面，以此防止盖玻片上上表面带水影响实验结果。5）用滴管向滴定管中加入适量的水，读出液面值V1。用滴定管向塑料袋中滴入水，直至盖玻片恰好离开液面，读出滴定管的液面值V2。6）根据推导公式计算出F张。5试验应用表面张力产生的一个重要现象是毛细现象。也就是说浸润液体在细管里上升，不浸润液体在管里下降。毛细现象对植物生长也有具有很重要的意义，它们所需要的养分和水分就是由根、叶子和茎中的小管从土壤中吸上来，输送到绿叶里。利用毛细现象，人们还生产出各种钢笔、签字笔和彩色水笔，表面张力的用途远不止以上谈到的这些，在生物学、医学及微循环系统中，它也有广泛的应用；玩具制造厂也常利用它生产有趣的玩具。作者简介朱朋（1989）男工学学士学生EMAILWY1988730C