用焦利氏秤測量液體的表面張力課件

用焦利氏秤測量液體的表面張力系數(shù)制作人:翁存程用焦利氏秤測量液體的表面張力系數(shù)

1．了解焦利氏秤測微小力的原理、結(jié)構(gòu)和方法。

2．學(xué)習(xí)拉脫法測定水的表面張力系數(shù)。3．掌握逐差法處理數(shù)據(jù)的方法。［實(shí)驗(yàn)?zāi)康模荩蹖?shí)驗(yàn)?zāi)康模萁估铣印㈨来a幾個(gè)及托盤、Π型金屬絲、溫度計(jì)、游標(biāo)尺、金屬鑷子。［實(shí)驗(yàn)儀器］焦利氏秤、砝碼幾個(gè)及托盤、Π型金屬絲、溫度計(jì)、游標(biāo)尺、金屬鑷用焦利氏秤測量液體的表面張力課件一金屬套管B垂直豎立在三角底座上，調(diào)節(jié)底座上的螺絲R，可使金屬套管處于垂直狀態(tài)；帶米尺刻度的金屬桿A套在金屬套管內(nèi)，旋轉(zhuǎn)金屬套管下部的升降鈕G，可使套管內(nèi)的金屬桿上升或下降；金屬套管上附有游標(biāo)P和平臺H；一錐形彈簧C掛于橫梁S上，下端掛一個(gè)兩頭帶鉤的小鏡I。小鏡穿過固定在支桿上的玻璃管D后掛一秤盤E；旋動旋鈕F，平臺H可上下移動。玻璃管和小鏡上均刻有一刻線；旋動G可使桿上升。圖1焦利氏秤構(gòu)造一金屬套管B垂直豎立在三角底座上，調(diào)節(jié)底座上的螺絲R，可使金［實(shí)驗(yàn)原理］液體表面張力的介紹

液體分子之間存在作用力，稱為分子力，其有效作用半徑約10-8cm。液體表面層(厚度等于分子的作用半徑)內(nèi)的分子所處的環(huán)境和液體內(nèi)部分子不同。液體內(nèi)部每個(gè)分子四周都被同類的其他分子所包圍，它所受到的周圍分子的合力為零。但處于液體表面層內(nèi)的分子，由于液面上方為氣相，分子數(shù)很少，因而表面層內(nèi)每個(gè)分子受到向上的引力比向下的引力小，合力不為零，即液體表面處于張力狀態(tài)。表面分子有從液面擠入液體內(nèi)部的傾向，使液面自然收縮，直到處于動態(tài)平衡，即在同一時(shí)間內(nèi)脫離液面擠入液體內(nèi)部的分子數(shù)和因熱運(yùn)動而到達(dá)液面的分子數(shù)相等時(shí)為止。因而，在沒有外力作用時(shí)液滴總是呈球形，即使其表面積縮到最小。

［實(shí)驗(yàn)原理］液體表面張力的介紹液體分子之間存在作用力

表面張力類似于固體內(nèi)部的拉伸應(yīng)力，只不過這種應(yīng)力存在于極薄表面層內(nèi)，而且不是由于彈性形變所引起的，是液體表面層內(nèi)分子力作用的結(jié)果。實(shí)際上，表面張力就是液體表面層相鄰部分之間的吸引力。

表面張力的方向沿著液體表面的切線方向，大小可以用表面張力系數(shù)描述。表面張力類似于固體內(nèi)部的拉伸應(yīng)力，只不過這種應(yīng)力存

設(shè)想在液面上作一長為L的線段，則因張力的作用使線段兩邊液面以一定的拉力相互作用，且力的方向恒與線段垂直，大小與線段長度L成正比，即其中比例系數(shù)α稱為液體表面張力系數(shù)，定義為作用在單位長度直線兩邊液體的表面張力，單位為N／m。液體表面張力系數(shù)的大小與液體的種類、純度、溫度和它上方的氣體成分有關(guān)，溫度越高，液體中所含雜質(zhì)越多，則表面張力系數(shù)越小。

設(shè)想在液面上作一長為L的線段，則因張力的作用使線段兩測定液體表面張力系數(shù)的常用方法有：拉脫法、液滴測重法和毛細(xì)管升高法等。本實(shí)驗(yàn)采用拉脫法測量水與空氣界面的表面張力系數(shù)。

測定液體表面張力系數(shù)的常用方法有：拉脫法、液滴拉脫法測量表面張力系數(shù)

拉脫法測定液體表面張力系數(shù)是基于液體與固體接觸時(shí)的表面現(xiàn)象提出的。由分子運(yùn)動論可知，當(dāng)液體分子和與其接觸的固體分子之間的吸引力大于液體分子的內(nèi)聚力時(shí)，就會產(chǎn)生液體浸潤固體的現(xiàn)象。拉脫法正是利用了這種現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)液體表面張力的測量。

拉脫法測量表面張力系數(shù)拉脫法測定液體表面張力系數(shù)是基于液體

將一潔凈Π型金屬鉤浸入水中，由于水能浸潤此金屬，當(dāng)拉起金屬鉤時(shí)，在Π型金屬絲框內(nèi)就形成雙面水膜。當(dāng)緩慢拉起Π型鉤至水膜剛好破裂的瞬間，表面張力與彈簧的彈力大小相等即：

其中k為焦利彈簧秤的倔強(qiáng)系數(shù)，可由實(shí)驗(yàn)測得；△x為拉膜過程中焦利彈簧的最大伸長量，可由焦利氏秤游標(biāo)的位置計(jì)算出來；l為Π型鉤的寬度。

將一潔凈Π型金屬鉤浸入水中，由于水能浸潤此金實(shí)驗(yàn)步驟1、在焦利氏秤上掛上彈簧及小鏡，通過調(diào)節(jié)焦利氏秤支架底座旋鈕使金屬桿鉛直即使金屬桿與彈簧互相平行。2、如圖1所示，依次在焦利氏秤上掛上彈簧﹑小鏡、砝碼盤，通過調(diào)節(jié)夾玻璃管的夾子使小鏡可在玻璃管內(nèi)自由伸縮即與玻璃管無摩擦，再通過松開焦利氏秤橫梁上的旋鈕轉(zhuǎn)動彈簧使小鏡鏡面朝著人，最后旋緊此旋鈕。3、測定彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)K：

a.調(diào)節(jié)焦利氏秤金屬桿升降旋鈕使玻璃管刻線、小鏡鏡面刻線及玻璃管刻線在小鏡中的像三者在一水平面上，記下此時(shí)焦利氏秤上游標(biāo)的讀數(shù)即游標(biāo)的初始讀數(shù)。實(shí)驗(yàn)步驟1、在焦利氏秤上掛上彈簧及小鏡，通過調(diào)節(jié)焦利氏秤支架用焦利氏秤測量液體的表面張力課件b.用鑷子依次將1、2、3、5克的砝碼放人秤盤內(nèi)，而后轉(zhuǎn)動焦利氏秤的升降鈕，使三線在一水平面上，分別記下游標(biāo)上讀數(shù)。c.將上述數(shù)據(jù)填入下表中，求出彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)K的平均值。砝碼質(zhì)量(g)初位置讀數(shù)末位置讀數(shù)(cm)K平均值N/cm1235b.用鑷子依次將1、2、3、5克的砝碼放人秤盤內(nèi)，而后轉(zhuǎn)動焦4、測定水的表面張力系數(shù)。

b.如圖3所示，用游標(biāo)卡尺測出Π型鉤內(nèi)外寬度，重復(fù)測量5次。最后根據(jù)下式求得Π型鉤寬度l

。a.調(diào)節(jié)Π型鉤，使其兩腳互相平行且垂直于橫邊。如圖2所示：圖2圖3l＝（l1＋l2）/24、測定水的表面張力系數(shù)。b.如圖3所示，用游標(biāo)卡尺測出Π用焦利氏秤測量液體的表面張力課件C.利用鑷子夾著Π型鉤在酒精燈上微燒以去除Π型鉤表面雜質(zhì)，而后將此Π型鉤掛在砝碼盤上。d.將盛水的燒杯放在平臺上，調(diào)節(jié)金屬桿升降鈕，將Π型鉤浸入水中且使Π型鉤的橫邊與水面相切。e.調(diào)節(jié)夾玻璃管的夾子，使三線在一水平面內(nèi)，記下此時(shí)游標(biāo)的位置x0。C.利用鑷子夾著Π型鉤在酒精燈上微燒以去除用焦利氏秤測量液體的表面張力課件f.在保證“三線在一水平面內(nèi)”的條件下，一手調(diào)節(jié)升降鈕，一手調(diào)節(jié)載物臺的高度，直至Π型絲框剛好脫離液面為止停止調(diào)節(jié)，記下游標(biāo)此時(shí)位置x。根據(jù)下式得到彈簧的最大伸長量△x。在這操作過程應(yīng)緩慢調(diào)節(jié)升降旋鈕和載物臺且保證三線在一水平面內(nèi)。g.重復(fù)d～f步驟3～5次，求平均值?！鱴＝x－x0f.在保證“三線在一水平面內(nèi)”的條件下，一手調(diào)節(jié)升降鈕，一手液體表面張力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格實(shí)驗(yàn)次數(shù)初位置讀數(shù)x0cm末位置讀數(shù)xcm平均值cm12345液體表面張力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格實(shí)驗(yàn)次數(shù)初位置讀數(shù)x0cm末位置讀數(shù)h.記下實(shí)驗(yàn)前、后的室溫，取平均后作為測量過程中水的溫度ｔ。i.整理實(shí)驗(yàn)儀器。j.計(jì)算水的表面張力系數(shù)及其不確定度。h.記下實(shí)驗(yàn)前、后的室溫，取平均后作為測量過程中水的溫度ｔ。［實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)］1.在實(shí)驗(yàn)過程中要始終保證小鏡懸于玻管中央。2.焦利氏彈簧是精密元件，應(yīng)輕拿輕放，防止損壞。3.測量Π型絲寬度時(shí)，應(yīng)平放于紙上，防止變形。4.拉膜時(shí)動作要平穩(wěn)、輕緩，不能在振動不定的情況下測量。［實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)］1.在實(shí)驗(yàn)過程中要始終保證小鏡懸于玻管中央。5.測量時(shí)要始終保證“三線重合”，并在絲框上邊緣與水面平齊時(shí)讀取。6.清潔后的玻璃杯和酒精燈處理過的Π型鉤不可用手觸摸。5.測量時(shí)要始終保證“三線重合”，并在絲框上邊緣與水面平齊時(shí)問題討論液體的表面張力是怎樣形成的？液體的表面張力與那些因素有關(guān)？

在拉膜時(shí)彈簧的初始位置如何確定？為什么？在拉膜過程中為什么要始終保持三線在一水平內(nèi)，為實(shí)現(xiàn)此條件，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何操作？如果金屬絲﹑玻璃杯和水不潔凈，對測量結(jié)果將會帶來什么影響?問題討論液體的表面張力是怎樣形成的？分析引起液體表面張力系數(shù)測量不確定度的因素，哪一因素的影響較大？如果Π型金屬絲不規(guī)則，或拉出水面時(shí)不水平，對測量結(jié)果有何影響？用焦利氏秤測量液體的表面張力課件用焦利氏秤測量液體的表面張力系數(shù)制作人:翁存程用焦利氏秤測量液體的表面張力系數(shù)

1．了解焦利氏秤測微小力的原理、結(jié)構(gòu)和方法。

2．學(xué)習(xí)拉脫法測定水的表面張力系數(shù)。3．掌握逐差法處理數(shù)據(jù)的方法。［實(shí)驗(yàn)?zāi)康模荩蹖?shí)驗(yàn)?zāi)康模萁估铣?、砝碼幾個(gè)及托盤、Π型金屬絲、溫度計(jì)、游標(biāo)尺、金屬鑷子。［實(shí)驗(yàn)儀器］焦利氏秤、砝碼幾個(gè)及托盤、Π型金屬絲、溫度計(jì)、游標(biāo)尺、金屬鑷用焦利氏秤測量液體的表面張力課件一金屬套管B垂直豎立在三角底座上，調(diào)節(jié)底座上的螺絲R，可使金屬套管處于垂直狀態(tài)；帶米尺刻度的金屬桿A套在金屬套管內(nèi)，旋轉(zhuǎn)金屬套管下部的升降鈕G，可使套管內(nèi)的金屬桿上升或下降；金屬套管上附有游標(biāo)P和平臺H；一錐形彈簧C掛于橫梁S上，下端掛一個(gè)兩頭帶鉤的小鏡I。小鏡穿過固定在支桿上的玻璃管D后掛一秤盤E；旋動旋鈕F，平臺H可上下移動。玻璃管和小鏡上均刻有一刻線；旋動G可使桿上升。圖1焦利氏秤構(gòu)造一金屬套管B垂直豎立在三角底座上，調(diào)節(jié)底座上的螺絲R，可使金［實(shí)驗(yàn)原理］液體表面張力的介紹

液體分子之間存在作用力，稱為分子力，其有效作用半徑約10-8cm。液體表面層(厚度等于分子的作用半徑)內(nèi)的分子所處的環(huán)境和液體內(nèi)部分子不同。液體內(nèi)部每個(gè)分子四周都被同類的其他分子所包圍，它所受到的周圍分子的合力為零。但處于液體表面層內(nèi)的分子，由于液面上方為氣相，分子數(shù)很少，因而表面層內(nèi)每個(gè)分子受到向上的引力比向下的引力小，合力不為零，即液體表面處于張力狀態(tài)。表面分子有從液面擠入液體內(nèi)部的傾向，使液面自然收縮，直到處于動態(tài)平衡，即在同一時(shí)間內(nèi)脫離液面擠入液體內(nèi)部的分子數(shù)和因熱運(yùn)動而到達(dá)液面的分子數(shù)相等時(shí)為止。因而，在沒有外力作用時(shí)液滴總是呈球形，即使其表面積縮到最小。

［實(shí)驗(yàn)原理］液體表面張力的介紹液體分子之間存在作用力

表面張力類似于固體內(nèi)部的拉伸應(yīng)力，只不過這種應(yīng)力存在于極薄表面層內(nèi)，而且不是由于彈性形變所引起的，是液體表面層內(nèi)分子力作用的結(jié)果。實(shí)際上，表面張力就是液體表面層相鄰部分之間的吸引力。

表面張力的方向沿著液體表面的切線方向，大小可以用表面張力系數(shù)描述。表面張力類似于固體內(nèi)部的拉伸應(yīng)力，只不過這種應(yīng)力存

設(shè)想在液面上作一長為L的線段，則因張力的作用使線段兩邊液面以一定的拉力相互作用，且力的方向恒與線段垂直，大小與線段長度L成正比，即其中比例系數(shù)α稱為液體表面張力系數(shù)，定義為作用在單位長度直線兩邊液體的表面張力，單位為N／m。液體表面張力系數(shù)的大小與液體的種類、純度、溫度和它上方的氣體成分有關(guān)，溫度越高，液體中所含雜質(zhì)越多，則表面張力系數(shù)越小。

設(shè)想在液面上作一長為L的線段，則因張力的作用使線段兩測定液體表面張力系數(shù)的常用方法有：拉脫法、液滴測重法和毛細(xì)管升高法等。本實(shí)驗(yàn)采用拉脫法測量水與空氣界面的表面張力系數(shù)。

測定液體表面張力系數(shù)的常用方法有：拉脫法、液滴拉脫法測量表面張力系數(shù)

拉脫法測定液體表面張力系數(shù)是基于液體與固體接觸時(shí)的表面現(xiàn)象提出的。由分子運(yùn)動論可知，當(dāng)液體分子和與其接觸的固體分子之間的吸引力大于液體分子的內(nèi)聚力時(shí)，就會產(chǎn)生液體浸潤固體的現(xiàn)象。拉脫法正是利用了這種現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)液體表面張力的測量。

拉脫法測量表面張力系數(shù)拉脫法測定液體表面張力系數(shù)是基于液體

將一潔凈Π型金屬鉤浸入水中，由于水能浸潤此金屬，當(dāng)拉起金屬鉤時(shí)，在Π型金屬絲框內(nèi)就形成雙面水膜。當(dāng)緩慢拉起Π型鉤至水膜剛好破裂的瞬間，表面張力與彈簧的彈力大小相等即：

其中k為焦利彈簧秤的倔強(qiáng)系數(shù)，可由實(shí)驗(yàn)測得；△x為拉膜過程中焦利彈簧的最大伸長量，可由焦利氏秤游標(biāo)的位置計(jì)算出來；l為Π型鉤的寬度。

將一潔凈Π型金屬鉤浸入水中，由于水能浸潤此金實(shí)驗(yàn)步驟1、在焦利氏秤上掛上彈簧及小鏡，通過調(diào)節(jié)焦利氏秤支架底座旋鈕使金屬桿鉛直即使金屬桿與彈簧互相平行。2、如圖1所示，依次在焦利氏秤上掛上彈簧﹑小鏡、砝碼盤，通過調(diào)節(jié)夾玻璃管的夾子使小鏡可在玻璃管內(nèi)自由伸縮即與玻璃管無摩擦，再通過松開焦利氏秤橫梁上的旋鈕轉(zhuǎn)動彈簧使小鏡鏡面朝著人，最后旋緊此旋鈕。3、測定彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)K：

a.調(diào)節(jié)焦利氏秤金屬桿升降旋鈕使玻璃管刻線、小鏡鏡面刻線及玻璃管刻線在小鏡中的像三者在一水平面上，記下此時(shí)焦利氏秤上游標(biāo)的讀數(shù)即游標(biāo)的初始讀數(shù)。實(shí)驗(yàn)步驟1、在焦利氏秤上掛上彈簧及小鏡，通過調(diào)節(jié)焦利氏秤支架用焦利氏秤測量液體的表面張力課件b.用鑷子依次將1、2、3、5克的砝碼放人秤盤內(nèi)，而后轉(zhuǎn)動焦利氏秤的升降鈕，使三線在一水平面上，分別記下游標(biāo)上讀數(shù)。c.將上述數(shù)據(jù)填入下表中，求出彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)K的平均值。砝碼質(zhì)量(g)初位置讀數(shù)末位置讀數(shù)(cm)K平均值N/cm1235b.用鑷子依次將1、2、3、5克的砝碼放人秤盤內(nèi)，而后轉(zhuǎn)動焦4、測定水的表面張力系數(shù)。

b.如圖3所示，用游標(biāo)卡尺測出Π型鉤內(nèi)外寬度，重復(fù)測量5次。最后根據(jù)下式求得Π型鉤寬度l

。a.調(diào)節(jié)Π型鉤，使其兩腳互相平行且垂直于橫邊。如圖2所示：圖2圖3l＝（l1＋l2）/24、測定水的表面張力系數(shù)。b.如圖3所示，用游標(biāo)卡尺測出Π用焦利氏秤測量液體的表面張力課件C.利用鑷子夾著Π型鉤在酒精燈上微燒以去除Π型鉤表面雜質(zhì)，而后將此Π型鉤掛在砝碼盤上。d.將盛水的燒杯放在平臺上，調(diào)節(jié)金屬桿升降鈕，將Π型鉤浸入水中且使Π型鉤的橫邊與水面相切。e.調(diào)節(jié)夾玻璃管的夾子，使三線在一水平面內(nèi)，記下此時(shí)游標(biāo)的位置x0。C.利用鑷子夾著Π型鉤在酒精燈上微燒以去除用焦利氏秤測量液體的表面張力課件f.在保證“三線在一水平面內(nèi)”的條件下，一手調(diào)節(jié)升降鈕，一手調(diào)節(jié)載物臺的高度，直至Π型絲框剛好脫離液面為止停止調(diào)節(jié)，記下游標(biāo)此時(shí)位置x。根據(jù)下式得到彈簧的最大伸長量△x。在這操作過程應(yīng)緩慢調(diào)節(jié)升降旋鈕和載物臺且保證三線在一水平面內(nèi)。g.重復(fù)d～f步驟3