液體表面張力系數(shù)測(cè)定物理實(shí)驗(yàn)

1、液體表面張力系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 學(xué)會(huì)用拉脫法測(cè)定液體的表面張力系數(shù)2. 了解焦利氏秤的構(gòu)造和使用方法。3. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)液體表面現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)儀器】焦利氏秤1把，U形金屬環(huán)1條，砝碼1盒，鑷子1把，玻璃皿1個(gè)，溫度計(jì)1支，酒精燈1個(gè)，蒸餾水100ml，游標(biāo)尺1把。實(shí)驗(yàn)原理】圖3-1由于液體分子與分子間的相互作用，使液體表面 層形成一張緊的膜，其上作用著張力，叫做表面張 力。設(shè)想在液面上作長(zhǎng)為L(zhǎng)的線段，線段兩側(cè)便有張 力f相互作用，其方向與L垂直，大小與線段長(zhǎng)度L成正比，如圖3-1所示。即有式中為表面張力系數(shù)，其單位為N/m。表面張力系數(shù)是研究液體表面性質(zhì)所要用到的物理量，不同種類

2、的液體，值不同；同一種液體的:值隨溫度上升而減小；液體不純凈，值也會(huì)改變。因此，在測(cè)定：值時(shí)必須注明在什么溫度下進(jìn)行，液體必須保持純凈圖3-2測(cè)量表面張力系數(shù):的方法很多，本實(shí)驗(yàn)用 拉脫法測(cè)定。將環(huán)形金屬環(huán)浸入液體中，然后慢慢拉起， 這時(shí)在金屬環(huán)內(nèi)帶起了一層薄膜，如圖3-2所示 要想使金屬環(huán)由液面拉脫，必須用一定的力F。F =mg fj f2（注意有兩個(gè)表面）二（di d 2）（3-2）本實(shí)驗(yàn)用焦利氏秤測(cè)出F,然后代入式（3-2）計(jì)算出：值。二、儀器構(gòu)造焦利氏秤實(shí)際上就是一個(gè)比較精確 的彈簧秤，焦利氏秤的構(gòu)造如圖所示 用焦利氏秤測(cè)力是根據(jù)胡克定律F =k妝式中，k為彈簧的勁度系數(shù)，等于彈簧 度

3、的拉力，厶x為彈簧伸長(zhǎng)量，如果已知 x，就可以算出作用力F的大小。實(shí)驗(yàn)步驟】 一、k值的測(cè)定1 按圖3-3掛好彈簧，小指針和砝碼盤，再調(diào)節(jié)底板三角底座上的螺絲， 使小指針處于鏡子中，能上下自由振動(dòng)且不與鏡子相碰；2. 調(diào)節(jié)旋鈕D，使鏡子上的標(biāo)線處于三線重合”位置（鏡子刻線、小指針 和小指針的像重合），讀出標(biāo)尺上的讀數(shù)X。如彈簧振動(dòng)不停，可將鑷子靠在 彈簧上端，輕輕阻擋彈簧，即可停止振動(dòng)；3. 在砝碼盤上力卩 1.0g、2.0g、3.0g、4.0g、5.0g、6.0g、7.0g、8.0g、9.0g的砝碼，調(diào)節(jié)小游標(biāo)，當(dāng)刻線重新處于 三線重合”位置時(shí)，讀出讀數(shù) Li、L2、L3、L4、L5、L6、

4、L7、L8、L9；4.再加入1.0g砝碼，然后依次取出1.0g砝碼，分別記下L'1、L'2、L'3、L'4、L'5、L'6、L'7、L'8、L'9；，取二者平均值，用逐差法求出彈簧的勁度系數(shù)。即-Li L'iLi21 4L(Li 5 Li)5 i =0k=5mg al二、F -mg的測(cè)定1. 先用洗滌液，再用蒸餾水洗凈玻璃皿，把裝有蒸餾水的玻璃皿放在平臺(tái)上 用鑷子夾住金屬環(huán)在灑精燈上燒干，再掛在掛鉤上；2. 調(diào)節(jié)旋鈕，使鏡子刻線處于 三線重合”位置，讀出標(biāo)尺上的讀數(shù)S0 ；3. 調(diào)節(jié)旋鈕，讓金屬環(huán)的水平部分和液面接

5、觸（水平部分如果和液面不行,可用鑷子調(diào)整金屬環(huán)幾次)；4 .觀察鏡子刻線是否在 三線重合”位置，如果不在，繼續(xù)調(diào)節(jié)旋鈕，直至 標(biāo)線處于三線重合”位置；5 .在鏡子刻線始終處于 三線重合”的情況下拉脫液膜，讀出讀數(shù)S o這個(gè) 過(guò)程的動(dòng)作應(yīng)緩慢，旋轉(zhuǎn)旋鈕使平面臺(tái)微降，液膜被拉起，這時(shí)彈簧伸長(zhǎng)，再不 斷旋轉(zhuǎn)旋鈕控制平臺(tái)，直至液膜恰好破滅；6. 重復(fù)步驟2、3、4、5共5次，將數(shù)據(jù)記入表3-2中；7. 用游標(biāo)尺測(cè)出金屬環(huán)的內(nèi)外直徑 d1=:33.04mm、d2=34.94mm；F - mg 二 k = SkZSoc =兀(di + d2)數(shù)據(jù)記錄與處理】1. 利用上式計(jì)算出k、:2. 根據(jù)溫度T，在-

6、T表上查出該溫度下水的表面張力系數(shù):o，與所測(cè)量的作比較，算出百分誤差表3-1 k值的測(cè)定砝碼質(zhì)量/g增重讀數(shù)Li /mm減重讀數(shù)L'i /mm平均值Li/mm0.0218.00218.00218.001.0221.08221.12221.102.0223.64223.66223.653.0226.50226.52226.514.0229.36229.40229.385.0232.46232.48232.476.0235.38235.42235.407.0238.34238.38238.368.0241.44241.48242.469.0244.36244.40244.38二 L =1

7、4.886 mm4 '、(.L_. Li) 5_ 送 gS-as)2 Jt0.95 A s = i d*0.033466* 1.204 二 0.0403mm't0 95A l*0.37138* 1.204 = 0.4471 mm5-1J5：.L 二A2. L ：B2 =0.4472 mm：L m； L 丄=14.886 0.4472mm(g=9.8 )k 二 3.29 N/m表3-2 F的測(cè)定T=_16_ c,a 0 = 0.0733N / m次數(shù)初始位置So/mm水膜破裂時(shí)讀數(shù)x/mm彈簧的伸長(zhǎng)心s/mm1202.34206.824.482202.40207.304.5032

8、00.04204.524.484201.84206.364.525201.46206.024.561 1. 5 ,lSS = 4.508mm5 i#B = 0.02mm二應(yīng)二，：A2申 lB2 = 0.04472mm：S =忑 一 $ = 4.508 0.04472mm匚=3.29* 4.508/（3.14* 67.98） =0.06948N/m相對(duì)不確定度-（二L）2 （二S）2 » 0.000982 = 0.0313mm ALAS不確定度= - - ? - 0.06948* 0.0310.00217N /m張力系數(shù) ：.：0.069480.00217N/m百分誤差二杯_如漢100%= 5.2%«0 -附表及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)】表3-3水對(duì)空氣的-T表T/ °C«0/NmT/ °Ca0/N 'm-120.0750220.072240.0766240.071960.0766260.071780.0764280.0714100.0761300.0