物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告-液體表面張力系數(shù)的測(cè)定 - 副本

王皓平王皓平6100411063電III112班S0771600五一26T023實(shí)驗(yàn)名稱：液體表面張力系數(shù)的測(cè)定一、引言：液體表面是具有厚度為分子有效半徑(約10-9m)的液體薄層：根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)論，液體表而層內(nèi)的液體分子與液體內(nèi)部分子比較，缺少一半能對(duì)其起吸收作用的液體分子．因而受到一個(gè)指向液體內(nèi)部的力，這樣，液體表面在宏觀上就好像一張繃緊的橡皮膜．存在沿著表面并使表面趨于收縮的應(yīng)力．這種力稱為表面張力。用表面張力系數(shù)α來描述。因此．對(duì)液體表面張力系數(shù)的測(cè)定，可為分析液體表面的分子分布及結(jié)構(gòu)提供幫助.二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?．了解水的表面性質(zhì)．用拉脫法測(cè)定室溫下水的表面張力系數(shù)。2．學(xué)會(huì)使用焦利氏秤測(cè)量微小力的原理和方法。3．掌握測(cè)量彈簧倔強(qiáng)系數(shù)的方法。三、實(shí)驗(yàn)原理：液體表面層內(nèi)分子相互作用的結(jié)果使得液體表面自然收縮．猶如緊張的彈性薄膜。由于液面收縮而產(chǎn)生的沿著切線方向的力稱為表面張力。設(shè)想在液面上作長(zhǎng)為L(zhǎng)的線段，線段兩側(cè)液面便有張力f相互作用，其方向與L垂直，大小與線段長(zhǎng)度L成正比。即有：f=αLα稱為液體表面張力系數(shù)，單位：N/m。將一表面潔凈的長(zhǎng)為L(zhǎng)、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(dāng)金屬片將要脫離液面，即拉起的水膜剛好要破裂時(shí)，則有F=mg+f。其中，F(xiàn)為拉出時(shí)所用的力，mg為金屬片和帶起的水膜的總質(zhì)量，f為表面張力。實(shí)驗(yàn)中利用金屬圓環(huán)，則：α=四、實(shí)驗(yàn)儀器：焦利秤、砝碼、燒杯、溫度計(jì)、鑷子、蒸餾水、游標(biāo)卡尺等。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1．安裝好儀器，掛好彈簧．調(diào)節(jié)底板的三個(gè)水平調(diào)節(jié)螺絲，使焦利秤立柱豎直。在主尺頂部掛入吊鉤再安裝彈簧和配重圓柱體．使小指針被夾在兩個(gè)配重圓柱中間，配重圓柱體下端通過吊鉤鉤住砝碼托盤。調(diào)整小游標(biāo)的高度使小游標(biāo)左側(cè)的基準(zhǔn)線大致對(duì)準(zhǔn)指針，鎖緊固定小游標(biāo)的鎖緊螺釘．然后調(diào)節(jié)微調(diào)螺絲使指針與鏡子框邊的刻線重合．當(dāng)鏡子邊框上刻線、指針和指針的像重合時(shí)(即稱為“三線對(duì)齊”)，讀出游標(biāo)0線對(duì)應(yīng)刻度的數(shù)值L0.2．測(cè)母彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)K：依次增加1.0g砝碼．即將質(zhì)量為1.0g，2.0g．3.0g，…，9.0g的砝碼加在下盤內(nèi)。調(diào)整小游標(biāo)的高度．每次都重新使三線對(duì)齊，分別記下游標(biāo)0線所指示的讀數(shù)L1．L2，…，L9；再逐次減少1.0g砝碼．調(diào)整小游標(biāo)的高度．每次都重新使三線對(duì)齊，分別記下游標(biāo)。線所指示的讀數(shù)L9’，L8’，…．L0’，取二者平均值，用逐差法求出彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)。即Li=Li3．測(cè)(F一mg)值。將潔凈的金屬圓環(huán)掛在彈簧下端的小鉤子上，調(diào)整小游標(biāo)的高度使三線對(duì)齊．記下此時(shí)游標(biāo)0線指示讀數(shù)S0。把裝有蒸餾水的燒杯置于焦利平臺(tái)上，調(diào)節(jié)平臺(tái)位置，使金屬片浸入水中，轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)旋鈕使平臺(tái)緩緩下降，下降的過程中金屬圓環(huán)底部會(huì)拉成水膜，在水膜還沒有破裂時(shí)需調(diào)節(jié)三線對(duì)齊，然后再使平臺(tái)下降一點(diǎn)，重復(fù)剛才的調(diào)節(jié)，直到平臺(tái)稍微下降，金屬圓環(huán)剛好脫出液面為止，記下此時(shí)游標(biāo)0線所指示的讀數(shù)S，算出△S=S—S0的值，即為在表面張力作用下，彈簧的伸長(zhǎng)量，重復(fù)測(cè)量5次，求出平均值△S，此時(shí)有F-mg=f=K代入可得:α=4．用卡尺測(cè)出d1，d2值，將數(shù)據(jù)代入式中即可算出水的α值。再記錄室溫，可查出此溫度下蒸餾水的標(biāo)準(zhǔn)值α，并做比較.六、實(shí)驗(yàn)記錄：

七、數(shù)據(jù)處理：表1:g=9.79208m/s2?K=5g?A?L?B=0.02mm;??表2:?Sd1=33.04mmd2=34.94mt=10℃?A??B=0.02mm;??α=uα?α=αα理E=40.47%八、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：α=1.043九、誤差分析：1.由于水是自來水,其中還有漂白粉,金屬離子等雜質(zhì),故導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差較大!2.操作中,無法保證金屬環(huán)面水平,使得液膜提前破裂,導(dǎo)致出現(xiàn)誤差.3.讀數(shù)時(shí)很難保證絕對(duì)靜止時(shí)讀數(shù),導(dǎo)致讀數(shù)的人為誤差.4.由數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差可知,數(shù)據(jù)偏