液體表面張力系數的測定報告模板優(yōu)質資料

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液體表面張力系數的測定實驗報告模板液體表面張力系數的測定報告模板優(yōu)質資料(可以直接使用，可編輯優(yōu)質資料，歡迎下載）【實驗目的】1．了解水的表面性質，用拉脫法測定室溫下水的表面張力系數。2．學會使用焦利氏秤測量微小力的原理和方法?！緦嶒瀮x器】焦利秤，砝碼，燒杯，溫度計，鑷子，水，游標卡尺等?！緦嶒炘怼恳后w具有盡量縮小其表面的趨勢，好像液體表面是一張拉緊了的橡皮膜一樣。這種沿著表面的、收縮液面的力稱之為表面張力。測量表面張力系數的常用方法：拉脫法、毛細管升高法和液滴測重法等。此試驗中采用了拉脫法。拉脫法是直接測定法，通常采用物體的彈性形變（伸長或扭轉）來量度力的大小。液體表面層內的分子所處的環(huán)境跟液體內部的分子不同。液體內部的每一個分子四周都被同類的其他分子所包圍，他所受到的周圍分子合力為零。由于液體上方的氣象層的分子很少，表層內每一個分子受到的向上的引力比向下的引力小，合力不為零。這個力垂直于液面并指向液體內部。所以分子有從液面擠入液體內部的傾向，并使得液體表面自然收縮，直到處于動態(tài)平衡。表面張力f與線段長度L成正比。即有：f=αL（1）比例系數α稱為液體表面張力系數，其單位為Ｎm-1。將一表面潔凈的長為L、寬為d的矩形金屬片（或金屬絲）豎直浸入水中，然后慢慢提起一張水膜，當金屬片將要脫離液面，即拉起的水膜剛好要破裂時，則有F=mg+f（2）式中F為把金屬片拉出液面時所用的力；mg為金屬片和帶起的水膜的總重量；f為表面張力。此時，f與接觸面的周圍邊界2（L＋d）,代入（2）式中可得α=F?mg2(L+d)本實驗用金屬圓環(huán)代替金屬片，則有α=F?mgπ(d1+d2)式中d1、d2分別為圓環(huán)的內外直徑?！緦嶒灢襟E】1．調“三線對齊”2．測量彈簧的倔強系數K3．測（F－mg）值。F?mg=f=K?S代入得Kα=?Sπ(d+d)124．用卡尺測出d1、d2值，將數據即可算出水的α值。5.再記錄室溫，可查出此溫度下蒸餾水的標準值α，并做比較。四、強調注意事項:1．由于雜質和油污可使水的表面張力顯著減小，所以務必使蒸餾水、燒杯、金屬片保持潔凈。2．清潔后的用具，切勿用手觸摸，應有鑷子取出或存放。3．測量S時要避免水膜提前破裂，否則實驗誤差較大，其中引起水膜提前破裂的因素有：桌面的震動，空氣的流動，金屬圓環(huán)底部不水平等?！緮祿幚怼?.用逐差法計算彈簧的倔強系數（實驗溫度：180C）砝碼數增重讀數(mm)減重讀數(mm)平均數(mm)(mm)0246.82246.32246.5749.561255.78254.82255.0550.002264.62264.44264.6150.603275.44275.32275.3850.694284.32285.42284.8749.955296.44295.82296.13

6305.22304.88305.057315.24315.18315.218326.32325.82326.079334.52335.12334.8250.16=0.9760.4850.584=0.02mm=0.560=0.0102．計算液體表面張力次數初始位置S0(mm)水膜破裂時讀數Si(mm)ΔS=Si－S0(mm)(mm)1245.60247.762.162.052238.82240.701.883231.62233.842.224224.42226.562.145217.48219.321.840.1880.2260.02mm=0.2263.金屬環(huán)外、內直徑的測量(本實驗直接給學生結果)平均值(mm)d1

34.92d2

33.120.0093．計算表面張力系數及不確定度0.4624.表面張力系數的理論值：0.0728【誤差分析】定標時砝碼盤搖晃，會使傳感器受到大于砝碼盤（含砝碼）重力的力的作用，這會導致測得的電壓值偏大，致使定標獲得的k過大，導致最后求得的結果偏小如果吊環(huán)不水平，則會導致水面在下降過程中，水膜并不是同時破裂，實際作用于吊環(huán)的水膜長度只是吊環(huán)周長的一小部分，這會會導致最后求得的結果偏小3.測定儀測量電壓值并不是連續(xù)的，需要一定的時間來進行反應，若在水膜即將破裂時水面下降過快，傳感器尚未顯示出實際的最大電壓值，吊環(huán)就已經脫離水面。這樣會導致所測得的張力過小，從而導致求得的系數過?。弧舅伎碱}】1.用焦利稱測量微小力的依據是什么？答：如果我們在砝碼托盤上加X克砝碼,彈簧伸長了某一長度,細金屬桿上鏡中的標線即向下移動,此時三線不再重合.轉動旋鈕使管向上移動,因而細金屬桿也隨之向上移動.當三線又重合時,在管及管的游標上可讀出第二個讀數,該讀數與第一個讀數這差就是彈簧在增加X克重量時所伸長的長度.2．金屬圓環(huán)浸入水中，然后輕輕提起到底面與水面相平時，試分析金屬圓環(huán)在豎直方向的受力。答：豎直向下的重力，液體表面張力沿豎直方向向下的分力，彈簧拉力3．分析（2）式成立的條件，實驗中應如何保證這些條件實現(xiàn)？答：（2）式在欲脫離水膜而又恰未脫離的極限狀態(tài)時成立，應該保證金屬圓環(huán)水平拉出水面4．本實驗中為何安排測（F—mg），而不是分別測F和mg？答：因為直接測F比較麻煩，而且F改變得較小，可能需要力傳感器，實現(xiàn)起來不方便也不簡單。5.本實驗影響測量的主要因素有哪些？這些因素使偏大還是偏?。看穑簩嶒灡砻?，與液體種類、純度、溫度和液面上方的氣體成分有關，液體溫度越高值越小，液體含雜質越多，值越小，只要上述條件保持一定，則是一個常數原始數據：實驗題目液體表面張力系數的測定液體的表面張力是表征液體性質的一個重要參數，測量液體的表面張力系數有多種方法，拉脫法是測量液體表面張力系數常用的方法之一，該方法的特點是用秤量儀器直接測量液體的表面張力，測量的方法直觀，概念清楚。拉脫法測量液體表面張力，對測量力的儀器要求較高，由于用拉脫法測量液體表面的張力約在1×10-3～1×10-2N之間，因此需要的有一種量程較小、靈敏度高、且穩(wěn)定好的測量力的儀器。近年來，新發(fā)展的硅壓阻式力敏傳感器張力測定儀正能滿足測量液體表面張力的需求，它比傳統(tǒng)的焦利秤、扭秤等靈敏度高，穩(wěn)定性好，且可數字信號顯示，利于計算機實時測量。為了對各類液體的表面張力系數的不同有深刻的理解，在對水進行測量以后，再對甘油進行測量，這樣可以明顯觀察到表面張力系數隨溶液濃度的變化現(xiàn)象，從而對這個概念加深理解?！灸康囊蟆?、掌握用拉脫法測量液體的表面張力系數。2、測量不同濃度的溶液的表面張力系數，觀察掌握表面張力系數隨溶液濃度的變化而變化的現(xiàn)象，加深對表面張力系數的理解?！緝x器用具】液體表面張力測定儀、游標卡尺、燒杯等?！緦嶒炘怼繉嶒炑b置，如下圖，其中，液體表面張力測定儀，包括硅擴散電阻，非平衡電橋的電源和測量電橋失去平衡時輸出電壓大小的數字電壓表，鐵架臺、微調升降臺、裝有力敏傳感器的固定桿、盛液體的玻璃皿和圓環(huán)形吊環(huán)片。實驗證明，當環(huán)的直徑在3厘米附近而液體和金屬環(huán)接觸角近似為零時，運用公式F=α·π(D1+D2)測量各種液體的表面張力系數的結果較為正確。測量一個已知周長的金屬片從待測液體表面脫離時需要的力，求得該液體表面張力系數的實驗方法稱為拉脫法。若金屬片為環(huán)狀吊片時，可認為脫離力為表面張力系數乘以脫離表面的周長，即：F=α·π(D1+D2)…F為脫離力，D1、D2分別為圓環(huán)的內、外徑，α為液體的表面張力系數。硅壓阻式力敏傳感器由彈性梁和貼在梁上的傳感器芯片組成，其中芯片由四個硅擴散電阻集成一個非平衡電橋。當外界壓力作用于金屬梁時，在壓力作用下，電橋失去平衡。此時將有電壓信號輸出，輸出電壓大小與所加外力成正比：ΔU=KF式中F為外力，K為硅壓阻式力敏傳感器的靈敏度，ΔU為傳感器輸出電壓的大小。所以【實驗內容及要求】1、力敏傳感器的定標；砝碼質量/g0.5001.0001.5002.0002.5003.000電壓/mv北京的重力加速度(北緯39056`):g=9.8012m/s2經最小二乘法擬合,得K=mv/N,擬和直線相關系數r=2、測金屬環(huán)內外徑外徑D1/cm,內徑D2/cm，記下水的溫度：03、環(huán)的測量與清洗；4、測量液體的表面張力系數編號U1/mvU2/mv△U/mvF/N∝/N.m-1123455、測甘油的表面張力系數編號U1/mvU2/mv△U/mvF/N∝/N.m-112345【思考題】1、為什么做實驗時要求將環(huán)用酒精清洗干凈？2、為什么測表面張力時，要求動作要慢，又要防止儀器受振動，特別是水膜要破裂時？4＋總的來說，報告做得很整齊，在內容上應該更加用心改進。實驗報告實驗題目：焦利氏秤法測量液體的表面張力實驗目的：學習并掌握用焦利氏秤法測量液體的表面張力的方法，加深對液體表面張力的理解。實驗原理：液體表層內分子力的宏觀表現(xiàn)，使液面具有收縮的趨勢。想象在液面上劃一條線，表面張力就表現(xiàn)為直線兩側的液體以一定的拉力相互作用。這種張力垂直于該直線且與線的長度成正比，比例系數稱為表面張力系數。把金屬絲AB彎成如圖(a)所示的形狀，將其懸掛在靈敏的測力計上，浸到液體中，緩緩提起測力計時，金屬絲就會拉出一層與液體相連的液膜，由于表面張力的作用，測力計的讀數逐漸達到一最大值F（超過此值，膜即破裂）。。由于液膜有兩個表面，若每個表面的力為，則由得（1）表面張力F’的大小與分界線的長度成正比。即（2）σ稱為表面張力系數，單位是N/m。表面張力系數與液體的性質，雜質和溫度有關。測定表面張力系數的關鍵是測量表面張力，應用焦利氏秤液膜即將破裂可以方便地測量表面張力。實驗器材：焦利氏秤，自來水，肥皂水，金屬絲，金屬圈，鋼板尺。實驗內容:1、確定焦利氏秤上錐形彈簧的勁度系數k；2、測量自來水的表面張力系數；3、測量肥皂水的表面張力系數。數據記錄處理:1、確定焦利氏秤上錐形彈簧的勁度系數km/g0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0x/cm2.873.383.864.364.885.425.936.487.007.538.06（1）作圖法：我仔細看了一下圖，有個疑問，在m=0g，應該x=2.87cm，但是從圖例反應出的是m=0g，x=0cm，是不是x坐標軸沒有設置對？？（2）由作圖法,計算斜率得k1=0.957g/cm=0.937N/m逐差法：()xi+5-xix6-x1x7-x2x8-x3x9-x4x10-x52.652.622.642.652.642.64由逐差法計算得出k2=0.947g/m=0.928N/m。兩種方法得到的k的平均值，就是最終的k值:k=0.9325N/m2、測量自來水的表面張力系數（1）金屬圈直徑的測量次數123直徑d/cm3.523.553.503.520.026（2）焦利氏秤的讀數次數1.401.381.431.400.025由k=0.9325N/m,=1.40cm,=3.52cm,得到3、測量肥皂水的表面張力系數（1）金屬絲長度的測量次數123長度l/cm3.683.693.693.690.006（2）焦利氏秤的讀數次數0.210.180.160.1960.021由k=0.9325N/m,=0.20cm,=3.69cm,得到不確定度分析：1、勁度系數k=0.9325N/m，=0.0062、，當時，t=1.32,=0.002㎝,C=(1)自來水中：=0.025,則=0.033cm(2)肥皂水中：=0.021,則=0.028cm單位應該補上；3、當時，t=1.32,=0.01㎝,C=3(1)金屬圈直徑d：=0.026,則=0.033cm(2)金屬絲長度l：=0.006,則=0.001同上；4、不確定度計算：誤差傳遞公式：（1）自來水的表面張力系數測定的不確定度：由k=0.9325N/m,=1.40cm,d=3.52cm=0.002（2）肥皂水的表面張力系數測定的不確定度：由k=0.9325N/m,=0.20cm=3.69cm=0.001最終結果：自來水的表面張力系數：P=0.68肥皂水的表面張力系數：P=0.68數據計算過程很清晰，給人一目了然的感覺，不錯；實驗結果比較準確；思考題：1、焦利氏秤法測定液體的表面張力有什么優(yōu)點？答：焦利氏秤則是在測量過程中保持下端固定在某一位置，靠上端的位移大小來稱衡，因而可以迅速測出液膜即將破裂時的F