液體的表面張力系數(shù)的測(cè)定

1、力敏傳感器及液體表面張力系數(shù)的測(cè)定,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)拉脫法的測(cè)量原理和方法。 學(xué)習(xí)用最小二乘法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)原理,液體具有收縮表面的趨勢(shì)，其表面象一張蹦緊的彈性薄膜，在其表面內(nèi)存在沿著表面作用的張力，使其表面產(chǎn)生收縮的傾向。這即為液體的表面張力。表面張力垂直于液體表面任何一條線段并沿著液體表面，作用于單位長(zhǎng)度上的張力稱為表面張力系數(shù)，用表示。 其中F為作用于線段L上的張力,實(shí)驗(yàn)原理,用測(cè)量一個(gè)已知周長(zhǎng)的金屬片從待測(cè)液體表 面脫離時(shí)所需要的力，來(lái)求得該液體的表面張力 系數(shù)的方法稱為拉脫法。 實(shí)驗(yàn)中我們用的是環(huán)狀金屬吊片. L=（D1+D2） F=（D1+D2） 吊片脫離液體表面瞬間前后的力的平

2、衡方 程為 T1=W1+F+mg T2=W2+mg,拉脫前,拉脫后,T1,T2,mg,mg,W1,W2,F,環(huán)狀金屬吊片,液膜,實(shí)驗(yàn)原理,T1、T2為向上的作用力，W1、W2為環(huán)狀金屬吊片所受重力和浮力之差，因?yàn)榄h(huán)狀金屬吊片在脫離液體表面前就已經(jīng)離開(kāi)了液體表面，W1W2。mg、（mg)為液膜所受的重力， mg（mg) ,T1、T2之差就是表面張力F。 表面張力系數(shù)的值和液體的種類、純度、溫度以及液體上方的氣體成分有關(guān)。實(shí)驗(yàn)證明，液體的溫度越高，的值越小，液體所含雜質(zhì)越多，的值也越小，對(duì)于上述條件都不變的液體，值是一個(gè)常數(shù),實(shí)驗(yàn)原理,上式中，液體表面張力F=T1T2，我們用力敏傳感器測(cè)量，讀取相

3、應(yīng)的電壓數(shù)值T1 U1、U2 ，取其差值U=U1U2，乘以相應(yīng)的轉(zhuǎn)換系數(shù)k,即為F: F = kU,實(shí)驗(yàn)儀器,液體表面張力系數(shù)測(cè)定儀 FD-NST-I 一套 游標(biāo)卡尺 一件 干濕溫度計(jì) 一只,實(shí)驗(yàn)儀器,液體表面張力系數(shù)測(cè)定儀 采用硅壓阻式力敏傳感器來(lái)測(cè)量液體和環(huán)狀金屬吊片之間的表面張力，在外力作用下，輸出的電壓和外力成正比。 U=KF 式中F為外力，K為硅壓阻式力敏傳感器的靈敏度，單位是V / N，U為傳感器輸出的電壓值,實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖,1.調(diào)節(jié)螺絲. 2.升降螺絲. 3.玻璃器皿. 4.吊環(huán). 5.力敏傳感器 6.支架. 7.固定螺絲. 8.航空插頭. 9 . 底座. 10.數(shù)字電壓表

4、. 11.調(diào)零旋紐,調(diào)零旋鈕,環(huán)狀金屬吊片,數(shù)字電壓表,干濕溫度計(jì),實(shí)驗(yàn)中還必須測(cè)量 實(shí)驗(yàn)室當(dāng)時(shí)的溫度。因 此，實(shí)驗(yàn)室備有干濕溫 度計(jì)，干濕溫度計(jì)除了 可以用來(lái)測(cè)量室溫以 外，還可以測(cè)量實(shí)驗(yàn)室 的相對(duì)濕度,干溫度計(jì),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,1.力敏傳感器的定標(biāo) 儀器預(yù)熱 掛上砝碼盤，依次加上0.500g、1.000g3.500g等質(zhì)量的砝碼，記錄Ui 用最小二乘法求出傳感器的靈敏度 K =U/F,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,2.環(huán)狀金屬吊片的內(nèi)外直徑的測(cè)量和清潔 測(cè)量金屬圓環(huán)的內(nèi)外直徑D1、D2（610次取平均) 清洗環(huán)狀金屬吊片和器皿,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,3.測(cè)定液體的表面張力系數(shù) 盡量使吊片的下沿和液面平行 旋轉(zhuǎn)升降盛水托盤，吊環(huán)

5、下沿沒(méi)入液面，然后緩慢脫離液面，記錄此過(guò)程中的電壓極值Ui1和脫離后的電壓值Ui2 , 多次測(cè)量(5次,每次測(cè)量時(shí)調(diào)節(jié)調(diào)零旋紐，使每次測(cè)量的Ui1不相同),共得到五組數(shù)據(jù)，計(jì)算Ui= Ui1 Ui2 ，可得： U1 , U2 , U3 , U4 , U5,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,由公式 可計(jì)算得到：1 ,2 ,3 ,4 ,5 求其平均值,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,4.求的百分差P 讀取溫度計(jì)的液體溫度T，查表（書(shū)中第312頁(yè)）找出環(huán)境溫度下的表面張力系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值0 。 的平均值與0作百分差運(yùn)算,必須寫(xiě)明的直接測(cè)量： 標(biāo)準(zhǔn)砝碼數(shù)值m/g 0.500, 1.000, 1.500, 2.000, 2.500, 3.000, 3.500 重力F/10-3N 4.897, 9.794, 14.691, 19.588, 24.485, 29.382, 34.279 轉(zhuǎn)換電壓U /mV U1, U2, U3, U4, U5, U6, U7 金屬環(huán)外徑D1 /mm D11、D12、D13、D14、D15、D16,數(shù)據(jù)處理,金屬環(huán)內(nèi)徑D2 /mm D21、D22、D23、D24、D25、D26 液體溫度 T 拉脫電壓值U/mV U1, U2, U21, U22, U31, U32, U41, U42, U51, U52,數(shù)據(jù)處理,2 .必須寫(xiě)明的中間計(jì)