液體表面張力系數(shù)測定物理實驗

1、液體表面張力系數(shù)的測定實驗報告【實驗目的】1 學會用拉脫法測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 通過實驗加深對液體表面現(xiàn)象的認識?！緦嶒瀮x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，溫度計1支，酒精燈1個，蒸儲水100ml,游標尺1把。【實驗原理】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。圖 31設(shè)想在液面上作長為L 的線段， 線段兩側(cè)便有張力f圖 3-1相互作用，其方向與L 垂直，大小與線段長度L 成正比，如圖3-1 所示。即有fL式中 為表面張力系數(shù)，其單位為N /m。表面張力系數(shù)是

2、研究液體表面性質(zhì)所要用到的物理量，不同種類的液體，值不同；同一種液體的值隨溫度上升而減??；液體不純凈，值也會改變。因此，在測定 值時必須注明在什么溫度下進行，液體必須保持純凈。測量表面張力系數(shù)的方法很多，本實驗用拉 脫法測定。圖3-2將環(huán)形金屬環(huán)浸入液體中，然后慢慢拉起，這時在金屬環(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 f 1 f2 (注意有兩個表面)F mg-(3-2 )(d1 d2)本實驗用焦利氏秤測出F ,然后代 入式(3-2)計算出值。二、儀器構(gòu)造焦利氏秤實際上就是一個比較精確的彈簧秤，焦利氏秤的構(gòu)造如圖所示，用焦利氏秤測力是根據(jù)胡

3、克定律F k x式中，k為彈簧的勁度系數(shù)，等于彈簧伸長單位長度的拉力，x為彈簧伸長量，如果已知k值，再測定彈簧在外力作用 下的伸長量x,就可以算出作用力F的大小?！緦嶒灢襟E】一、k值的測定1 .按圖3-3掛好彈簧，小指針和整碼盤，再調(diào)節(jié)底板三角底座上的螺絲，使小指針處于鏡子中，能上下自由振動且不與鏡子相碰;2 .調(diào)節(jié)旋鈕D,使鏡子上的標線處于“三線重合”位置（鏡子刻線、小指針 和小指針的像重合），讀出標尺上的讀數(shù)xo。如彈簧振動不停，可將銀子靠在彈 簧上端，輕輕阻擋彈簧，即可停止振動；3 .在整碼盤上加的整碼，調(diào)節(jié)小游標，當刻線重新處于“三線重合”位置時，讀出讀數(shù) Li、L2、L3、L4、L5

4、、L6、L7、L8、LQ；4 .再加入整碼，然后依次取出整碼，分別記下 L'1、L'2、L'3、L'4、L'5、L'6、L'7、L'8、L9；,取二者平均值,用逐差法求出彈簧的勁 度系數(shù)。即Li321 4L - （Li 5 Li）5 i ok 5mgL二、F mg的測定1 .先用洗滌液，再用蒸儲水洗凈玻璃皿，把裝有蒸儲水的玻璃皿放在平臺上。 用銀子夾住金屬環(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，讀出標尺上的讀數(shù)So;3 .調(diào)節(jié)旋鈕，讓金屬環(huán)的水平部分和液面接觸（水平部分如果和液面不行，可用銀

5、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)Si。這個過程的動作應緩慢，旋轉(zhuǎn)旋鈕使平面臺微降，液膜被拉起，這時彈簧伸長，再不斷旋轉(zhuǎn)旋鈕控制平臺，直至液膜恰好破滅;6 .重復步驟2、3、4、5共5次，將數(shù)據(jù)記入表3-2中；7 .用游標尺測出金屬環(huán)的內(nèi)外直徑 di 33.04mm、d2 34.94mm；F mg k Sk-S(di d2)【數(shù)據(jù)記錄與處理1 .利用上式計算出k、。2 .根據(jù)溫度T,在-T表上查出該溫度下水的表面張力系數(shù)0,與所測量的作比較，算出百分誤

6、差。表3-1 k值的測定祛碼質(zhì)量/g增重讀數(shù)Li/mm減重讀數(shù)L'i /mm平均值Li /mmL 14.886 mm4(LLi)2A l . -i 0*t0.95 0.37138*1.204 0.4471 mm5 150.02mmL . A2 L B20.4472 mmL L l 14.886 0.4472mmk 3.29 N/m(g=)表3-2 F 的測定 t=_16_ c,0 0.0733N / m次數(shù)初始位置So/mm水膜破裂時讀數(shù)x/mm彈簧的伸長 S /mm12345-1S -Si 4.508mm5 i 15(SS)2t0.95As1*- 0.033466*1.204 0.0403mm.5 15B 0.02mmsA2 s B2 0.04472mmS S s 4.508 0.04472mm- 3.29* 4.508 /（3.14* 67.98） 0.06948 N / m相對不確定度J（二）2 （二）2J0.000982 0.0313mmL S不確定度 0.06948* 0.0313 0.00217N /m張力系數(shù)0.06948