液体表面张力系数的测定报告模板

1、液体外表张力系数的测定实验报告模板【实验目的】1 .了解水的外表性质,用拉脱法测定室温下水的外表张力系数.2 .学会使用焦利氏秤测量微小力的原理和方法.【实验仪器】焦利秤,祛码,烧杯,温度计,镣子,水,游标卡尺等.【实验原理】液体具有尽量缩小其外表的趋势,好似液体外表是一张拉紧了的橡皮膜一样.这种沿着外表的、 收缩液面的力称之为外表张力.测量外表张力系数的常用方法：拉脱法、 毛细管升高法和液滴测重法等.此试验中采用了拉脱法.拉脱法是直接测定法,通常采用物体的弹性形变(伸长或扭转)来量度力的大小.液体外表层内的分子所处的环境跟液体内部的分子不同.液体内部的每一个分子四周都被同类的其他分子所包围,

2、他所受到的周围分子合力为零.由于液体上方的气象层的分子很少,表层内每一个分子受到的向上的引力比向下的引力小,合力不为零.这个力垂直于液面并指向液体内部.所以分子有从液面挤入液体内部的倾向,并使得液体外表自然收缩,直到处于动态平衡.外表张力f与线段长度L成正比.即有：f=aL(1)比例系数a称为液体外表张力系数,其单位为Nm-1.将一外表洁净的长为L、 宽为d的矩形金属片(或金属丝)竖直浸入水中,然后慢慢提起一张水膜,当金属片将要脱离液面,即拉起的水膜刚好要破裂时,那么有F=mg+f(2)式中F为把金属片拉出液面时所用的力;mg为金属片和带起的水膜的总重量；f为外表张力.此时,f与接触面的周围边

3、界2(L+d),代入(2)式中可得a=F-mg2(L+d)本实验用金属圆环代替金属片,那么有aF-mg=兀(d1+d2)式中di、d2分别为圆环的内外直径.【实验步骤】1.调“三线对齐2 .测量弹簧的倔强系数K3.测(F-mg值.F-mg=f=K-?S代入得K?Sa=兀(d+d)4.用卡尺测出d、d值,将数据即可算出水的a值.5 .再记录室温,可查出此温度下蒸储水的标准值a,并做比拟.四、强调考前须知：1 .由于杂质和油污可使水的外表张力显著减小,所以务必使蒸储水、烧杯、金属片保持洁净.2 .清洁后的用具,切勿用手触摸,应有镣子取出或存放.3 .测量S时要防止水膜提前破裂,否那么实验误差较大,

4、其中引起水膜提前破裂的因素有:桌面的震动,空气的流动,金属圆环底部不水平等.【数据处理】1.用逐差法计算弹簧的倔强系数K(实验温度：180C)祛码数增重读数(mm)减重读数(mm)平均数Lj(mm)Lj5-Lj(mm)05gK=一2LLi/(51)t0.95A.nL2.计算液体外表张力f次叁幻初始位置S0(mm)水膜破裂时读数S(mm)AS=S-S(mm)S(mm)122345678915i4_(Li5-Li)01L仪1.05_KS(did2)3.计算外表张力系数及不确定度S2K2(did2)K(did2)S4 .外表张力系数的理论值：【误差分析】1 .定标时整码盘摇晃,会使传感器受到大于整码

5、盘(含整码)重力的力的作用,这会导致测得的电压值偏大,致使定标获得的k过大,导致最后求得的结果偏小2 .如果吊环不水平,那么会导致水面在下降过程中,水膜并不是同时破裂,实际作用于吊环的水膜长度只是吊环周长的一小局部,这会会导致最后求得的结果t0.95A-S.n3.金属环外、内直径的测量偏小3 .测定仪测量电压值并不是连续的,需要一定的时间来进行反响,假设在水膜即将破裂时水面下降过快,传感器尚未显示出实际的最大电压值,吊环就已经脱离水面.这样会导致所测得的张力过小,从而导致求得的系数过小；【思考题】1. |用焦利称测量微小力的依据是什么答：如果我们在祛码托盘上加X克祛码,弹簧伸长了某一长度,细金

6、属杆上镜中的标线即向下移动,此时三线不再重合.转动旋钮使管向上移动,因而细金属杆也随之向上移动.当三线又重合时,在管及管的游标上可读出第二个读数,该读数与第一个读数这差就是弹簧在增加X克重量时所伸长的长度.2 .金属圆环浸入水中,然后轻轻提起到底面与水面相平时,试分析金属圆环在竖直方向的受力.答：竖直向下的重力,液体外表张力沿竖直方向向下的分力,弹簧拉力3.分析2式成立的条件,实验中应如何保证这些条件实现答：2式在欲脱离水膜而又恰未脱离的极限状态时成立,应该保证金属圆环水平拉出水面4.本实验中为何安排测Fmg,而不是分别测F和mg答：由于直接测F比拟麻烦,而且F改变得较小,可能需要力传感器,实现起来不方便也不简单.5.本实验影响测量的主要因素有哪些这些因素使偏大还是偏小答：实验说明,与液体种