c9表面张力的测定(精)

1、实验报告题目 C9.表面张力的测定 一：实验目的掌握两种表面张力测量方法：1、毛细管升高法。2、滴重法。（1）毛细管升高法 二：实验原理JAL当一根洁净的、无油脂的毛细管浸入液体，液体在毛细管内升高到h 高度,在平衡时，满足2nrpgh=2n丫 rcos0所以有丫_Pghr2cos日式中，r 为毛细管的外半径，丫为表面张力，g 为重力加速度，0为接触角，p为水的密度。对于清洁的玻璃和水，接触角0近似为零，则丫 =pghr/2三：实验仪器及药品高锰酸钾溶液长约 25 cm ,0.2 伽直径的毛细管,读书显微镜,小试管四：实验步骤将毛细管洗净，干燥。与小试管中倾入蒸馏水，从管口慢慢将空气吹入 试管

2、中，待毛细管中液体升高后，停止吹气。待待液体回到平衡高度，用尺子 测量其高度h。重复一次，再次测量高度 h，看是否一样，两次测量的高度应相 等，否则应洗清毛细管重新测量。接着将毛细管浸入有色的高锰酸钾溶液中，然后用读数显微镜观察其毛细管的直径 do五：数据记录与处理水温 t=19.3。C毛细管中的液面高度 h=3.45cm毛细管的直径 d=0.915mm 半径 r=0.4575mm根据式子丫 =pghr/2 得丫 =77.34X10-3N- m1从上图中可以看出，当达到平衡时，从外半径为 应等于毛细管周边乘以表面张力（或界面张力） - - -式子中：m 为液滴质量，r 为毛细管的外半径，丫为表

3、面张力，g 为重力加速度。 事实上，滴下来的仅是液滴的一部分。 （1）式给出的液滴是理想液滴。经实验证明，滴下来的液滴大小是 V/r3的函数，即由 f （V/r3）所决定（其中 V 是液滴体积）。（1）式可变为mg=2nryf（V/r3）（2）丫 =mg/(2nr f(V/r3)=Fmg/r (3)式（3）中的 F 为校正因子。可以查表得出。三：实验仪器及药品毛细管（末端磨平），称量瓶，读数显微镜，铁架台 四：实验步骤1、 装好仪器，把待测液充满毛细管，并调节液位使液滴按一定时间间隔滴下。在保证液滴不受震动的情况下，用称量瓶收集30 滴称量。2、用游标卡尺来测量毛细管外径 r。3、 从液滴质量

4、及液滴密度计算滴下液滴体积V。然后求出 V/r3数值，再查 表得出校正因子 F 数值。根据（3）式，算出表面张力。五：数据记录与处理水温 t=19.3。C毛细管外直径 d=7.7 伽 外半径 r=3.85mm三十滴水的质量 m=2.9913g 每滴液滴体积 V=m/（30p）=99.71 mm 所以 V/r3=1.7472查表得 F=0.2657代入丫 =mg/（2nr f （V/r3） =Fmg/r 得 丫 =68.81x10-3N m1六：结果与讨论1、查表得:t=19 摄氏度时丫表=72.90 x10-3N- m12 、毛细管升高法丫 =77.34x10-3N- m1相对误差E=（丫 -

5、 丫表）/ 丫表X100%=4.44- 72.9X100%斗 6.09%4、滴重法丫 =68.81x10-3N- m1相对误差E= (丫 - 丫表)/ 丫表X100%=- 5.61% 讨论：由上可知，这两种方法的:实验原理（2） 滴重法r 的毛细管滴误差都较大，以下是误差来源的分析。1 、毛细管升高法：1仅凭尺子的测量判定两次吹气后液体恢复的平衡高度相等是比较粗 略的,此时毛细管中可能残留着一定量的杂质 , 这会给实验带来一定 的误差。2测量所用水只是普通蒸馏水 , 其中含有少量离子。3读数显微镜读取毛细管直径时， 毛细管的边界由于玻璃的中光的折射 而模糊不清，人为取定的毛细管边界会给实验带来

6、较大的误差。4所用的原理公式本身就是近似式。2 、滴重法1水滴下落的速度控制不够好， 实际液体下落体积较 ( 3)式中理论液体 下落体积还要小些。这是实验误差的主要来源。2计算出来的 V/r3值并不与表中的任何数值相等，只是取了邻近值所对 应的 F 值。七、思考题1 、毛细管升高法中 , 毛细管倾斜、弯曲 , 管体大小不等会不会影响水柱上升 高度 ?如果管内有污渍会怎样影响实验结果 ?答：由丫 =pghr/2 知，丫不变时，h 不变，与毛细管是否倾斜、弯曲,管体小不等无关，或影响微小到可忽略。( 2)三类杂质1固体不溶物：无影响。2无机盐(可溶于水)，相当于表面活性剂，可使表面张力下降。3有机物(可溶于水)，一般可使表面张力增大。2