用拉脱法测定液体的表面张力系数实验

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用拉脱法测定液体的表面张力系数实验

实验二、用拉脱法测‎定液体的表‎面张力系数‎液体表层厚‎度约内的分‎m 1010-子所处的条‎件与液体内‎部不同，液体内部每‎一分子被周‎围其它分子‎所包围，分子所受的‎作用力合力‎为零。

由于液体表‎面上方接触‎的气体分子‎，其密度远小‎于液体分子‎密度，因此液面每‎一分子受到‎向外的引力‎比向内的引‎力要小得多‎，也就是说所‎受的合力不‎为零，力的方向是‎垂直与液面‎并指向液体‎内部，该力使液体‎表面收缩，直至达到动‎态平衡。

因此，在宏观上，液体具有尽‎量缩小其表‎面积的趋势‎，液体表面好‎象一张拉紧‎了的橡皮膜‎。

这种沿着液‎体表面的、收缩表面的‎力称为表面‎张力。

表面张力能‎说明液体的‎许多现象，例如润湿现‎象、毛细管现象‎及泡沫的形‎成等。

在工业生产‎和科学研究‎中常常要涉‎及到液体特‎有的性质和‎现象。

比如化工生‎产中液体的‎传输过程、药物制备过‎程及生物工‎程研究领域‎中关于动、植物体内液‎体的运动与‎平衡等问题‎。

因此，了解液体表‎面性质和现‎象，掌握测定液‎体表面张力‎系数的方法‎是具有重要‎实际意义的‎。

测定液体表‎面张力系数‎的方法通常‎有：拉脱法、毛细管升高‎法和液滴测‎重法等。

本实验仅介‎绍拉脱法。

拉脱法是一‎种直接测定‎法。

【实验目的】1．了解737FB 新型焦利氏‎秤实验仪的‎基本结构，掌握用标准‎砝码对测量‎仪进行定标‎的方法； 2．观察拉脱法‎测液体表面‎张力的物理‎过程和物理‎现象,并用物理学‎基本概念和‎定律进行分‎析和研究,加深对物理‎规律的认识‎。

3．掌握用拉脱‎法测定纯水‎的表面张力‎系数及用逐‎差法处理数‎据。

【实验原理】1．测量公式推‎导：当逐渐拉提‎冂形铝片框‎时，ϕ角逐渐变小‎而接近为零‎，这时所拉出‎的液膜前后‎两个表面的‎表面张力均‎f 垂直向下。

设拉起液膜‎将破裂时的‎拉力为F ，则有f 2g )m m (F 0+∙+= （1）式中：m 为粘附在框‎上的液膜质‎量，0m 为线框质量‎。

拉脱法测量液体的表面张力系数

器的灵敏度B。
（3）将片状吊环洗净，挂在小钩上，调节升降螺母，将其浸没于液体中, 反方向调节升降螺母，液面逐渐下降，这时，金属环和液面形成一环形液膜，继续使液面下降，测出液膜拉断前瞬间电压表的读数U1 和液膜拉断后瞬间电压表的读数U2。
（4）把测量的数据输入编写的程序，计算得到传感器的灵敏度B和液体
（3）片状吊环：新设计有一定厚度的片状吊环。经过对不同直径吊环的多次试验，发现当调换直径等于或略大于3.3cm时,在液膜被拉破的瞬间液体与金属环之间的接触角接近于零，此时接触面总周长约为20cm左右。在保持接触角为零时，能得到一个较大的待测力。
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3. 实验原理
使用片状吊环，在液膜拉破前瞬间，考虑一级近似，认为液体的表面张力为： f = f1 + f2 = αл(D1+ D2) 这里α为表面张力系数，D1、 D2分别为吊环的外径和内径。液膜拉破前瞬间的受力分析图
片状吊环在液膜拉破前瞬间有： F1 = mg + f1 + f2
此时传感器受到的拉力F1和输出电压U1成正比，有： U1 = BF1
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片状吊环在液膜拉破后瞬间有：
F2 = mg 同样有 U2 = BF2 片状吊环在液膜拉破前后电压的
变化值可表示为：
液膜拉破后瞬间的受力分析图
U1－ U2 = △U = B·△F = B（F1－ F2）= Bαл(D1+ D2) 由上式可以得到液体的表面张力系数为:
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2. 硅压阻式力敏传感器的结构及原理
（1）传感器
传感器是将感受的物理量、化学量等信息，按一定的规律转换成便于测量和传输的信号的装置。电信号易于处理，所大多数的传感器是将是将物理量等信号转换成电信号输出的。

用拉脱法测液体的表面张力系数

用拉脱法测液体的表面张力系数一，实验目的（1），测水和肥皂水的表面张力系数。

（2），测弹簧的弹性系数。

二，实验器材焦利氏称，游标卡尺，酒精灯，温度计，镊子，玻璃皿。

三，实验原理。

液体表面都有尽量缩小的趋势，这是由于液体存在着沿表面切线方向作用的表面张力。

表面张力的大小可以用表面张力系数α来描述。

设想在液体表面上取一段长为l 的线段，则张力的作用表现在线段两边的液面以一定的拉力f 相互作用，而且里的方向恒与线段垂直，大小与线段的长度l 成正比，即： f=αl (1)比例系数α就是液体表面张力系数，它表示单位长度直线两边液面的相互拉力。

表面张力系数α与液体的种类，温度和杂质有关。

对于某种液体，只要测f 和l ，便可以得出该温度下的α值。

如果采用国际单位制，则α的单位是（1N m -∙）。

本实验采用的是一个形金属丝浸入液体，然后从液面拉起一张膜，由于薄膜有前后两个表面，故所受到的拉力F 为（次数未考虑重力）F=2f=2αl (2) α=2F l(3) 由三式可知，如果测得F 和l ，就可以计算出表面张力系数α。

实验中用焦利氏称来测力F ，用游标卡尺来测长度l 。

焦利氏称是根据弹簧的伸长量L ∆量度力F 的大小的，因为在弹性系数内，弹簧的伸长量与外力遵守胡可定律，即弹簧的伸长量L ∆与外力F 成正比 F=k L ∆ (4)式子中，k 为弹簧的弹性系数，将（4）代入（3）中，有2k L l ∆α= (5)四，实验内容1，准备仪器按照参考图示装好仪器，调节三脚座上的整平螺丝，使套筒铅直，使得指示镜上下移动时不与指示管壁相碰。

2，测量弹簧的弹性系数（1）在铝盘未加砝码之前，转动手轮和移动夹子，使指示管和指示镜上的刻度线对准（一经对准，不得再移动指示管的位置）。

用焦利氏称上端的游标读出铜管尺上的数值并记录。

（2）在铝盘中加入500mg 砝码，慢慢转动手轮，使指示管和指示镜上的刻度线对齐（应在弹簧停止振动时观察），再读数并记录之。

用拉脱法测定液体的表面张力系数实验

实验二、用拉脱法测定液体的表面张力系数液体表层厚度约m 1010-内的分子所处的条件与液体内部不同,液体内部每一分子被周围其它分子所包围,分子所受的作用力合力为零。

由于液体表面上方接触的气体分子,其密度远小于液体分子密度,因此液面每一分子受到向外的引力比向内的引力要小得多,也就就是说所受的合力不为零,力的方向就是垂直与液面并指向液体内部,该力使液体表面收缩,直至达到动态平衡。

因此,在宏观上,液体具有尽量缩小其表面积的趋势,液体表面好象一张拉紧了的橡皮膜。

这种沿着液体表面的、收缩表面的力称为表面张力。

表面张力能说明液体的许多现象,例如润湿现象、毛细管现象及泡沫的形成等。

在工业生产与科学研究中常常要涉及到液体特有的性质与现象。

比如化工生产中液体的传输过程、药物制备过程及生物工程研究领域中关于动、植物体内液体的运动与平衡等问题。

因此,了解液体表面性质与现象,掌握测定液体表面张力系数的方法就是具有重要实际意义的。

测定液体表面张力系数的方法通常有:拉脱法、毛细管升高法与液滴测重法等。

本实验仅介绍拉脱法。

拉脱法就是一种直接测定法。

【实验目的】1.了解737FB 新型焦利氏秤实验仪的基本结构,掌握用标准砝码对测量仪进行定标的方法;2.观察拉脱法测液体表面张力的物理过程与物理现象,并用物理学基本概念与定律进行分析与研究,加深对物理规律的认识。

3.掌握用拉脱法测定纯水的表面张力系数及用逐差法处理数据。

【实验原理】1.测量公式推导:当逐渐拉提冂形铝片框时,ϕ角逐渐变小而接近为零,这时所拉出的液膜前后两个表面的表面张力f 均垂直向下。

设拉起液膜将破裂时的拉力为F ,则有f 2g )m m (F 0+•+= (1) 式中:m 为粘附在框上的液膜质量,0m 为线框质量。

因表面张力的大小与接触面周界长度成正比,则有:)d L (2f 2+•α= (2) 比例系数α称表面张力系数,单位为m /N 。

由(1),(2)式得:)d L (2g)m m (F 0+•+-=α (3)由于冂形铝片框很薄,被拉起的水膜很薄,m 较小,可以将其忽略,且一般有d L >>,那么L d L ≈+,于就是(3)式可以简化为 : L2gm F 0•-=α (4)2.用737FB 新型焦利氏秤实验仪来测量g m F 0•-值:737FB 新型焦利氏秤实验仪相当于一个精密的弹簧称,常用于测量微小的力,根据胡克定理制作而成。

实验二、液体表面张力系数的测定(拉脱法)教材

通常，与L相比，d是很小的，以至于可以忽略不计，故上式可以改写为：
F弹簧 f浮力 mg金属丝框的重力 ldhg拉起的水膜的重力 2l
用W表示金属线框所受的重力和浮力之差，即 W mg金属丝框的重力 f浮力
（5）
（6）
则上式又可以改写为：
F弹簧 W Ldhg拉起的水膜的重力 2l
谢谢
（7）
由上式，可以推出液体的张力系数：
( F W ) ldhg拉起的水膜的重力 2l
（8）
3、证明 F W 由（8）式可见，要测液体张力系数，需要测量测量 F W 、水膜高度h和п 型金属丝的长度 l 。为了得到 F W ，我们可以换成另外一个表达式表示，即
F W L L0 hk F液体张力 W 下面是对此式成立的证明。证明：设当锥形弹簧4下挂有平面镜5，平面镜5下挂п 型金属丝，调节盛水的烧杯和升降扭，п 型金属丝刚好与水面水平，此时金属杆的读数 L（设没有挂 п 型金属丝时， 0 L00 弹簧平衡态时金属杆的读数）。则 п 型金属丝的受力为： k ( L0 L00 ) f 浮力 mg金属丝框的重力（9）
把（6）hk F液体张力 W
（12）
七、实验步骤 l d。 L0 L、h、、由(8)式和(12)式，要测张力系数需测k、、 1、确定焦利氏秤上锥形弹簧的劲度系数 (1) 把锥形弹簧，带小镜子的挂钩和小砝码盘依次安装到秤框内的金属杆上。调节支架底座的底脚螺丝，使秤框垂直，小镜中的指示横线、平衡指示玻璃管上的刻度线及其在小镜中的像三线对齐，挂钩上下运动时不至与管摩擦。 (2) 逐次在砝码盘内放入砝码（从1g加到6g），调节升降钮，做到三线对齐。记录升降杆的位置读数。用逐差法和作图法计算出弹簧的劲度系数。 (3)分组求差法求出 k * 。 2 2 0.1 ( x x ) u ( k ) u u u ( k ) (4)误差处理：，，c A B u (k ) 3 n(n 1) (5) k k * uc (k )

拉脱法测量液体的表面张力系数(共23张PPT)

U1(mv) 9.8 9.5 9.6 9.5 9.6 9.4 U2(mv) -13.4 -13.5 -13.2 -13.4 -13.0 -13.4
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通过计算机计算可得：
α1=40.12×10-3N/m
α2=36.19×10-3N/m α3=35.49×10-3N/m
结论：不同的物质，浓度对其表面张力的影响形式是不一样的，可表面张力减小，并且浓度越大，减小越慢。
1. 拉脱法
测量一个已知周长的金属圆环或金属片从从待测液体
表面脱离时所需的拉力，从而求得该液体表面张力系数的
方法称为拉脱法。所需的拉力是由液体表面张力、环的内
外径及液体材质、纯度等因素决定。
2. 吊环法和吊片法比较
（1）吊环法：使用金属细线制成吊环时，在液膜被拉破的瞬间接触角不接近于零，此时所测得的力是表面
U1－ U2 = △U = B·△F = B（F1－ F2）= Bαл(D1+ D2) 由上式可以得到液体的表面张力系数为:
这里U1——液膜拉断前瞬间电压表的读数
U2 ——液膜拉断后瞬间电压表的读数
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四、实验内容
1. 实验方法
（1）接通数字电压表及直流电源，预热15分钟。保证测力方向和传感器
起弹簧片的平面垂直。
液膜拉破前瞬间的受力分析图
片状吊环在液膜拉破前瞬间有：
F1 = mg + f1 + f2 此时传感器受到的拉力F1和输出电压U1成正比，有：
U1 = BF1
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片状吊环在液膜拉破后瞬间有：
F2 = mg 同样有 U2 = BF2
片状吊环在液膜拉破前后电压的变化值可表示为：
液膜拉破后瞬间的受力分析图
-12.5 -35.8

用拉脱法测定液体的表面张力系数实验

实验二、用拉脱法测定液体的表面张力系数液体表层厚度约m 1010-内的分子所处的条件与液体内部不同，液体内部每一分子被周围其它分子所包围，分子所受的作用力合力为零。

由于液体表面上方接触的气体分子，其密度远小于液体分子密度，因此液面每一分子受到向外的引力比向内的引力要小得多，也就是说所受的合力不为零，力的方向是垂直与液面并指向液体内部，该力使液体表面收缩，直至达到动态平衡。

因此，在宏观上，液体具有尽量缩小其表面积的趋势，液体表面好象一张拉紧了的橡皮膜。

这种沿着液体表面的、收缩表面的力称为表面张力。

表面张力能说明液体的许多现象，例如润湿现象、毛细管现象及泡沫的形成等。

在工业生产和科学研究中常常要涉及到液体特有的性质和现象。

比如化工生产中液体的传输过程、药物制备过程及生物工程研究领域中关于动、植物体内液体的运动与平衡等问题。

因此，了解液体表面性质和现象，掌握测定液体表面张力系数的方法是具有重要实际意义的。

测定液体表面张力系数的方法通常有：拉脱法、毛细管升高法和液滴测重法等。

本实验仅介绍拉脱法。

拉脱法是一种直接测定法。

【实验目的】1．了解737FB 新型焦利氏秤实验仪的基本结构，掌握用标准砝码对测量仪进行定标的方法；2．观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象,并用物理学基本概念和定律进行分析和研究,加深对物理规律的认识。

3．掌握用拉脱法测定纯水的表面张力系数及用逐差法处理数据。

【实验原理】1．测量公式推导：当逐渐拉提冂形铝片框时，ϕ角逐渐变小而接近为零，这时所拉出的液膜前后两个表面的表面张力f 均垂直向下。

设拉起液膜将破裂时的拉力为F ，则有f 2g )m m (F 0+•+= （1）式中：m 为粘附在框上的液膜质量，0m 为线框质量。

因表面张力的大小与接触面周界长度成正比，则有： )d L (2f 2+•α= （2）比例系数α称表面张力系数，单位为m /N 。

由（1），（2）式得：)d L (2g)m m (F 0+•+-=α （3）由于冂形铝片框很薄，被拉起的水膜很薄，m 较小，可以将其忽略，且一般有d L >>，那么L d L ≈+，于是（3）式可以简化为：L2gm F 0•-=α （4）2．用737FB 新型焦利氏秤实验仪来测量g m F 0•-值：737FB 新型焦利氏秤实验仪相当于一个精密的弹簧称，常用于测量微小的力，根据胡克定理制作而成。

拉脱法表面张力的测定实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除拉脱法表面张力的测定实验报告篇一：用拉脱法测定液体表面张力系数物理实验报告用拉脱法测定液体表面张力系数液体表层厚度约10?10m内的分子所处的条件与液体内部不同，液体内部每一分子被周围其它分子所包围，分子所受的作用力合力为零。

因此，在宏观上，液体具有尽量缩小其表面积的趋势，液体表面好象一张拉紧了的橡皮膜(:拉脱法表面张力的测定实验报告)。

这种沿着液体表面的、收缩表面的力称为表面张力。

表面张力能说明液体的许多现象，例如润湿现象、毛细管现象及泡沫的形成等。

在工业生产和科学研究中常常要涉及到液体特有的性质和现象。

比如化工生产中液体的传输过程、药物制备过程及生物工程研究领域中关于动、植物体内液体的运动与平衡等问题。

因此，了解液体表面性质和现象，掌握测定液体表面张力系数的方法是具有重要实际意义的。

测定液体表面张力系数的方法通常有：拉脱法、毛细管升高法和液滴测重法等。

本实验仅介绍拉脱法。

拉脱法是一种直接测定法。

【实验目的】1．了解Fb326型液体的表面张力系数测定仪的基本结构，掌握用标准砝码对测量仪进行定标的方法，计算该传感器的灵敏度。

2．观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象，并用物理学基本概念和定律进行分析和研究，加深对物理规律的认识。

3．掌握用拉脱法测定纯水的表面张力系数及用逐差法处理数据。

【实验原理】如果将一洁净的圆筒形吊环浸入液体中，然后缓慢地提起吊环，圆筒形吊环将带起一层液膜。

使液面收缩的表面张力f沿液面的切线方向，角?称为湿润角（或接触角）。

当继续提起圆筒形吊环时，?角逐渐变小而接近为零，这时所拉出的液膜的里、外两个表面的张力f均垂直向下，设拉起液膜破裂时的拉力为F，则有F?(m?m0)g?2f（1）式中，m为粘附在吊环上的液体的质量，m0为吊环质量，因表面张力的大小与接触面周边界长度成正比，则有2f??(D 内?D外)??（2）比例系数?称为表面张力系数，单位是n/m。

拉脱法测量液体的表面张力系数

拉脱法测量液体的表面张力系数
主要内容
一、基本知识点二、实验仪器三、实验原理四、实验内容五、实验现象的受力分析
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一、基本知识点
1. 液体表面
指液体与气体、液体与固体以及别种不相混合的液体之表面层（其厚度等于分子的作用半径，约10-8 cm）内分子的作用，存在着一定的张力,称为表面张力。
这里，f 为表面张力
电压表读数达到最大值，此时有
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2. 阶段2的受力分析
达到最大值后，继续反方向转动调节螺母，可以发现，电压表读数开始减小，这主要是因为附着在液膜上的水在重力的作用下向下滑，所以拉力减小。
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3. 阶段3的受力分析
在液膜拉破前瞬间有：
F1 = mg + f1 + f2 = mg + f
的表面张力系数α。
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2. 定标
向砝码盘内一次加不同质量的砝码，测出相应拉力时传感器的电压输出值，实验结果见表1。采用最小二乘法可求得：灵敏度：B = 3.186×103 mv/N 拟合的线性相关系数：r = 0.0428 mv
表1 力敏传感器定标
m/g 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 V/mv 15.5 31.3 47.0 62.6 78.1 93.8 109.2
△U＝B·△F
式中: △F ：外力的增量
B ：传感器的灵敏度 △U ：相应的电压改变量
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三、实验原理
1. 拉脱法
测量一个已知周长的金属圆环或金属片从从待测液体表面脱离时所需的拉力，从而求得该液体表面张力系数的方法称为拉脱法。所需的拉力是由液体表面张力、环的内外径及液体材质、纯度等因素决定。

用拉脱法测定液体表面张力系数物理实验报告

用拉脱法测定（一）液体表面张力系数液体表层厚度约m 1010-内的分子所处的条件与液体内部不同，液体内部每一分子被周围其它分子所包围，分子所受的作用力合力为零。

因此，在宏观上，液体具有尽量缩小其表面积的趋势，液体表面好象一张拉紧了的橡皮膜。

这种沿着液体表面的、收缩表面的力称为表面张力。

表面张力能说明液体的许多现象，例如润湿现象、毛细管现象及泡沫的形成等。

在工业生产和科学研究中常常要涉及到液体特有的性质和现象。

比如化工生产中液体的传输过程、药物制备过程及生物工程研究领域中关于动、植物体内液体的运动与平衡等问题。

因此，了解液体表面性质和现象，掌握测定液体表面张力系数的方法是具有重要实际意义的。

测定液体表面张力系数的方法通常有：拉脱法、毛细管升高法和液滴测重法等。

本实验仅介绍拉脱法。

拉脱法是一种直接测定法。

【实验目的】1．了解326FB 型液体的表面张力系数测定仪的基本结构，掌握用砝码对测量仪进行定标的方法，计算该传感器的灵敏度。

2．观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象，并用物理学基本概念和定律进行分析和研究，加深对物理规律的认识。

3．掌握用拉脱法测定纯水的表面张力系数及用逐差法处理数据。

【实验原理】如果将一洁净的圆筒形吊环浸入液体中，然后缓慢地提起吊环，圆筒形吊环将带起一层液膜。

使液面收缩的表面张力f 沿液面的切线方向，角ϕ称为湿润角（或接触角）。

当继续提起圆筒形吊环时，ϕ角逐渐变小而接近为零，这时所拉出的液膜的里、外两个表面的张力f 均垂直向下，设拉起液膜破裂时的拉力为F ，则有fg m m F 2)(0++= （1）式中，m 为粘附在吊环上的液体的质量，0m 为吊环质量，因表面张力的大小与接触面周边界长度成正比，则有απ⋅+=)(2外内D D f （2）比例系数α称为表面张力系数，单位是m N /。

用拉脱法测定液体的表面张力系数实验

因此，在宏观上，液体具有尽量缩小其表面积的趋势，液体表面好象一张拉紧了的橡皮膜。

这种沿着液体表面的、收缩表面的力称为表面张力。

表面张力能说明液体的许多现象，例如润湿现象、毛细管现象及泡沫的形成等。

在工业生产和科学研究中常常要涉及到液体特有的性质和现象。

比如化工生产中液体的传输过程、药物制备过程及生物工程研究领域中关于动、植物体内液体的运动与平衡等问题。

因此，了解液体表面性质和现象，掌握测定液体表面张力系数的方法是具有重要实际意义的。

测定液体表面张力系数的方法通常有：拉脱法、毛细管升高法和液滴测重法等。

本实验仅介绍拉脱法。

拉脱法是一种直接测定法。

【实验目的】1．了解737FB 新型焦利氏秤实验仪的基本结构，掌握用标准砝码对测量仪进行定标的方法； 2．观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象,并用物理学基本概念和定律进行分析和研究,加深对物理规律的认识。

3．掌握用拉脱法测定纯水的表面张力系数及用逐差法处理数据。

【实验原理】1．测量公式推导：当逐渐拉提冂形铝片框时，ϕ角逐渐变小而接近为零，这时所拉出的液膜前后两个表面的表面张力f 均垂直向下。

设拉起液膜将破裂时的拉力为F ，则有f 2g )m m (F 0+∙+= （1）式中：m 为粘附在框上的液膜质量，0m 为线框质量。

因表面张力的大小与接触面周界长度成正比，则有：)d L (2f 2+∙α= （2）比例系数α称表面张力系数，单位为m /N 。

由（1），（2）式得：)d L (2g)m m (F 0+∙+-=α （3）由于冂形铝片框很薄，被拉起的水膜很薄，m 较小，可以将其忽略，且一般有d L >>，那么L d L ≈+，于是（3）式可以简化为： L2gm F 0∙-=α （4）2．用737FB 新型焦利氏秤实验仪来测量g m F 0∙-值：737FB 新型焦利氏秤实验仪相当于一个精密的弹簧称，常用于测量微小的力，根据胡克定理制作而成。

拉脱法测定液体的表面张力系数

线段L上的张力。
实验原理
用测量一个已知周长的金属片从待测液体表面脱离时所需要的力，来求得该液体的表面张力系数的方法称为拉脱法。实验中我们用的是环状金属吊片. L=π（D1+D2） F=απ（D1+D2）
吊片脱离液体表面瞬间前后的力的平衡方程为
T1=W1+F+mg T2=W2+mg
每次测量后,调节调零旋纽,使每次测量的U1、U2不相同
注意事项 ●实验前要开机预热15min ●保持吊环，玻璃器皿的清洁 ●严格调节吊环为水平的，避免引入误差 ●误旋转大螺母时尽量减少液体的波动
●实验时不能用手接触被测液体和吊环，防止影响测量结果和汗液腐蚀仪器 ●力敏传感器使用时，作用力不宜过大，避免损坏力敏传感器
T1 拉脱前拉脱后 T2
环状金属吊片
F mg W1 液膜 (mg)’ W2
T1、T2 为向上的作用力， W1、W2 为环状金属吊
片所受重力和浮力之差，因为环状金属吊片在脱离液体表面前就已经离开了液体表面，W1≈W2。 mg、（mg)’为液膜所受的重力， mg≈（mg)’ , T1、T2之差就是表面张力F。 T T F 1 2 L (D 1 D 2) 表面张力系数α 的值和液体的种类、纯度、温度以及液体上方的气体成分有关。实验证明，液体的温度越高， α 的值越小，液体所含杂质越多， α 的值也越小，对于上述条件都不变的液体， α 值是一个常数。
拉脱法测定液体的表面张力系数
拉脱法测定液体的表面张力系数
实验目的
实验原理
实验仪器实验内容及注意事项
实验后仪器的处理
数据处理
液体表面就好象是一张蹦紧的弹性薄膜,液体表面的表面张力。可以用它来说明泡沫的形成，浸润和毛细现象等。表面张力垂直于液体表面任何一条线段并沿着液体表面，作用于单位长度上的张力称为表面张力系数，用α表示。

用拉脱法测定液体的表面张力系数实验

实验二、用拉脱法测定液体的表面张力系数液体表层厚度约内的分子所处的条件与液体内部不同, 液体内部每一分子被周围其它分子所包围, 分子所受的作用力合力为零。

由于液体表面上方接触的气体分子, 其密度远小于液体分子密度, 因此液面每一分子受到向外的引力比向内的引力要小得多, 也就是说所受的合力不为零, 力的方向是垂直与液面并指向液体内部, 该力使液体表面收缩, 直至达到动态平衡。

因此, 在宏观上, 液体具有尽量缩小其表面积的趋势, 液体表面好象一张拉紧了的橡皮膜。

这种沿着液体表面的、收缩表面的力称为表面张力。

表面张力能说明液体的许多现象, 例如润湿现象、毛细管现象及泡沫的形成等。

在工业生产和科学研究中常常要涉及到液体特有的性质和现象。

比如化工生产中液体的传输过程、药物制备过程及生物工程研究领域中关于动、植物体内液体的运动与平衡等问题。

因此, 了解液体表面性质和现象, 掌握测定液体表面张力系数的方法是具有重要实际意义的。

测定液体表面张力系数的方法通常有: 拉脱法、毛细管升高法和液滴测重法等。

本实验仅介绍拉脱法。

拉脱法是一种直接测定法。

【实验目的】1. 了解新型焦利氏秤实验仪的基本结构, 掌握用标准砝码对测量仪进行定标的方法；2. 观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象,并用物理学基本概念和定律进行分析和研究,加深对物理规律的认识。

3. 掌握用拉脱法测定纯水的表面张力系数及用逐差法处理数据。

【实验原理】1. 测量公式推导:当逐渐拉提冂形铝片框时, 角逐渐变小而接近为零, 这时所拉出的液膜前后两个表面的表面张力均垂直向下。

设拉起液膜将破裂时的拉力为 , 则有 f 2g )m m (F 0+•+= （1）式中: 为粘附在框上的液膜质量, 为线框质量。

因表面张力的大小与接触面周界长度成正比, 则有:)d L (2f 2+•α= （2）比例系数称表面张力系数, 单位为。

由（1）, （2）式得: )d L (2g)m m (F 0+•+-=α （3）由于冂形铝片框很薄, 被拉起的水膜很薄, 较小, 可以将其忽略, 且一般有 , 那么 , 于是（3）式可以简化为 : L2gm F 0•-=α（4）2. 用新型焦利氏秤实验仪来测量值:新型焦利氏秤实验仪相当于一个精密的弹簧称, 常用于测量微小的力, 根据胡克定理制作而成。

拉脱法测液体表面张力系数及数据处理

四、测量内容
注：使用仪器编号为 8 1、硅压阻力敏传感器定标
砝码 M g 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500
电压V mv 14.8
29.9
44.7
59.8
74.7
89.7
105.0
大连本地重力加速度 g = 9.8011m s2 。
由最小二乘法拟合的仪器的灵敏度为 B = 3.062×103 mV N 。（见附录 C）
2、应严格调节吊环为水平，与水平方向偏差10 ，则测量结果引入误差为 0.5% ，偏差 20 ，则引入误差1.6% 。
3、实验进行前须开机预热15 分钟。 4、旋转升降台时，尽量减少液体的波动。 5、实验室内风力不宜较大，以免吊环摆动致使数字电压表产生零点波动误差。 6、若液体为纯净水，则在使用过程中需要防止灰尘、油污及其他杂质污染，特
直线上，可以认为变量之间的关系为 yi = axi + b 。但一般说来，这些点不可能在同
一直线上。记 εi = yi − (axi + b) ，它反映了用直线 y = ax + b 来描述 x = xi , y = yi 时计算
值 y 与实际值 yi 产生的偏差。当然要求偏差越小越好，但由于 εi 可正可负，因此不
i =1
方和最小可以保证每个偏差都不会很大。于是问题归结为确定 y = ax + b 中的常数 a
n
n
∑ ∑ 和 b ，使函数 F (a,b) =
ε
2 i
=
( yi − axi − b)2 为最小。用这种方法确定系数 a 和 b 的
i =1
i =1
方法称为最小二乘法。
由极值原理得 ∂F (a,b) = ∂F (a,b) = 0 ，即

用拉脱法测液体的表面张力系数

用拉脱法测液体的表面张力系数1．实验目的(1) 学习焦利秤测量微小力的原理和方法(2) 用拉脱法测量液体的表面张力系数，并观察杂质对表面张力的影响。

2．实验仪器焦利秤、砝码、细“”形金属丝框、玻璃杯等。

3．实验原理液体表面张力是液体表面的重要特性，存在于液体极薄的表面层内，是液体表面层内分子力作用的结果。

将一块表面洁净的矩形金属薄片竖直地浸入液体中，然后轻轻提起，则其附近的液面在外界拉力下将呈现如图一所示的形状。

各力平衡的条件为： F =mg +f (1)式中，F 是所施外力，mg 为薄片和它所附的液体的总重力，f 为表面张力。

实验中用如图二所示的“ ”形金属丝框代替金属薄片，由于表面张力与接触面的周)(2d l f +=α (2) 图一图二式中，比例系数α称为表面张力系数，其值等于作用在液体表面单位长度的力，将(4-20)代入(4-19)式中，可得：)(2d l mgF +-=α (3)式中，l 为“ ”形框的长度，d 为金属丝得直径。

由于l >>d ，所以上式可简化为：lmgF 2-=α (4) 当在弹簧下端的砝码盘内加入砝码时，弹簧受力而伸长。

由胡克定律知，在弹性限度内对弹簧所施外力F 与弹簧伸长量x ∆，就可算出作用于弹簧上的外力。

当把“ ”形框挂在焦利秤的弹簧秤下端时，弹簧所受拉力为mg 。

当把“ ”形框浸入水中再缓缓拉起时，由于表面张力的作用，一部分液体被“ ”形框带起形成液体膜，当所施加外力大于f 时，被带起的液膜破裂，“ ”形框脱出液面。

再液体膜破裂的瞬间弹簧所受为F =mg +f (略去水膜自重)。

此时弹簧所受的表面张力为f ＝F －mg 。

这一很小的作用力使弹簧发生形变x '∆，则x k f '∆=。

将这两式代入(4)式中，有lx k 2'∆=α(5)由以上讨论知，要测量表面张力系数α，只要测出“”形框的长度l ，弹簧的倔强系数k以及以及液膜破裂的瞬间由于表面张力引起的弹簧伸长量x '∆即可。

拉脱法测量液体的表面张力系数

吊环浸没在水中，电压表显示负值
反方向旋转螺母，电压表读数增加
继续旋转读数增
加到一个最大值阶段1
继续旋转，读数开始减小
阶段2
此时，观察电压表读数，记下U1、U2
减小到某一个值，液膜破裂
阶段3
17
1. 阶段1的受力分析
吊环下沿浸没在水中时，有
吊环下沿拉离水面，开始拉起液膜时，有
这里，f 为表面张力
△U＝B·△F
式中: △F ：外力的增量
B ：传感器的灵敏度 △U ：相应的电压改变量
8
三、实验原理
1. 拉脱法
测量一个已知周长的金属圆环或金属片从从待测液体表面脱离时所需的拉力，从而求得该液体表面张力系数的方法称为拉脱法。所需的拉力是由液体表面张力、环的内外径及液体材质、纯度等因素决定。
2. 吊环法和吊片法比较
电压表读数达到最大值，此时有
18
2. 阶段2的受力分析
达到最大值后，继续反方向转动调节螺母，可以发现，电压表读数开始减小，这主要是因为附着在液膜上的水在重力的作用下向下滑，所以拉力减小。
19
3. 阶段3的受力分析
在液膜拉破前瞬间有：
F1 = mg + f1 + f2 = mg + f
在液膜拉破后瞬间有：
并计算其不确定度，正确表示结果。
14
五、注意事项
1、必须使吊环保持竖直，以免测量结果引入较大误差。
2、调节升降台拉起水柱时动作必须轻缓，应注意液膜必须充分地被拉伸开，不能使其过早地破裂，实验过程中不要使平台摇动而导致测量失败或测量不准。
3、使用力敏传感器时用力不大于0.098N。过大的拉力传感器容易损坏。

用拉脱法测定液体的表面张力系数实验

因此，在宏观上，液体具有尽量缩小其表面积的趋势，液体表面好象一张拉紧了的橡皮膜。

这种沿着液体表面的、收缩表面的力称为表面张力。

表面张力能说明液体的许多现象，例如润湿现象、毛细管现象及泡沫的形成等。

在工业生产和科学研究中常常要涉及到液体特有的性质和现象。

比如化工生产中液体的传输过程、药物制备过程及生物工程研究领域中关于动、植物体内液体的运动与平衡等问题。

因此，了解液体表面性质和现象，掌握测定液体表面张力系数的方法是具有重要实际意义的。

测定液体表面张力系数的方法通常有：拉脱法、毛细管升高法和液滴测重法等。

本实验仅介绍拉脱法。

拉脱法是一种直接测定法。

【实验目的】1．了解737FB 新型焦利氏秤实验仪的基本结构，掌握用标准砝码对测量仪进行定标的方法； 2．观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象,并用物理学基本概念和定律进行分析和研究,加深对物理规律的认识。

3．掌握用拉脱法测定纯水的表面张力系数及用逐差法处理数据。

【实验原理】1．测量公式推导：当逐渐拉提冂形铝片框时，ϕ角逐渐变小而接近为零，这时所拉出的液膜前后两个表面的表面张力f 均垂直向下。

设拉起液膜将破裂时的拉力为F ，则有f 2g )m m (F 0+•+= （1）式中：m 为粘附在框上的液膜质量，0m 为线框质量。

因表面张力的大小与接触面周界长度成正比，则有：)d L (2f 2+•α= （2）比例系数α称表面张力系数，单位为m /N 。

由（1），（2）式得：)d L (2g)m m (F 0+•+-=α （3）由于冂形铝片框很薄，被拉起的水膜很薄，m 较小，可以将其忽略，且一般有d L >>，那么L d L ≈+，于是（3）式可以简化为： L2gm F 0•-=α （4）2．用737FB 新型焦利氏秤实验仪来测量g m F 0•-值：737FB 新型焦利氏秤实验仪相当于一个精密的弹簧称，常用于测量微小的力，根据胡克定理制作而成。

用拉脱法测定液体的表面张力系数实验

因此，在宏观上，液体具有尽量缩小其表面积的趋势，液体表面好象一张拉紧了的橡皮膜。

这种沿着液体表面的、收缩表面的力称为表面张力。

表面张力能说明液体的许多现象，例如润湿现象、毛细管现象及泡沫的形成等。

在工业生产和科学研究中常常要涉及到液体特有的性质和现象。

比如化工生产中液体的传输过程、药物制备过程及生物工程研究领域中关于动、植物体内液体的运动与平衡等问题。

因此，了解液体表面性质和现象，掌握测定液体表面张力系数的方法是具有重要实际意义的。

测定液体表面张力系数的方法通常有：拉脱法、毛细管升高法和液滴测重法等。

本实验仅介绍拉脱法。

拉脱法是一种直接测定法。

【实验目的】1．了解737FB 新型焦利氏秤实验仪的基本结构，掌握用标准砝码对测量仪进行定标的方法； 2．观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象,并用物理学基本概念和定律进行分析和研究,加深对物理规律的认识。

3．掌握用拉脱法测定纯水的表面张力系数及用逐差法处理数据。

【实验原理】1．测量公式推导：当逐渐拉提冂形铝片框时，ϕ角逐渐变小而接近为零，这时所拉出的液膜前后两个表面的表面张力f 均垂直向下。

设拉起液膜将破裂时的拉力为F ，则有f 2g )m m (F 0+•+= （1）式中：m 为粘附在框上的液膜质量，0m 为线框质量。

因表面张力的大小与接触面周界长度成正比，则有：)d L (2f 2+•α= （2）比例系数α称表面张力系数，单位为m /N 。

由（1），（2）式得：)d L (2g)m m (F 0+•+-=α （3）由于冂形铝片框很薄，被拉起的水膜很薄，m 较小，可以将其忽略，且一般有d L >>，那么L d L ≈+，于是（3）式可以简化为： L2gm F 0•-=α （4）2．用737FB 新型焦利氏秤实验仪来测量g m F 0•-值：737FB 新型焦利氏秤实验仪相当于一个精密的弹簧称，常用于测量微小的力，根据胡克定理制作而成。

用拉脱法测定液体的表面张力系数实验

因此，在宏观上，液体具有尽量缩小其表面积的趋势，液体表面好象一张拉紧了的橡皮膜。

这种沿着液体表面的、收缩表面的力称为表面张力。

表面张力能说明液体的许多现象，例如润湿现象、毛细管现象及泡沫的形成等。

在工业生产和科学研究中常常要涉及到液体特有的性质和现象。

比如化工生产中液体的传输过程、药物制备过程及生物工程研究领域中关于动、植物体内液体的运动与平衡等问题。

因此，了解液体表面性质和现象，掌握测定液体表面张力系数的方法是具有重要实际意义的。

测定液体表面张力系数的方法通常有：拉脱法、毛细管升高法和液滴测重法等。

本实验仅介绍拉脱法。

拉脱法是一种直接测定法。

3．掌握用拉脱法测定纯水的表面张力系数及用逐差法处理数据。

【实验原理】1．测量公式推导：当逐渐拉提冂形铝片框时，ϕ角逐渐变小而接近为零，这时所拉出的液膜前后两个表面的表面张力f 均垂直向下。

设拉起液膜将破裂时的拉力为F ，则有f 2g )m m (F 0+•+= （1）式中：m 为粘附在框上的液膜质量，0m 为线框质量。

因表面张力的大小与接触面周界长度成正比，则有：)d L (2f 2+•α= （2）比例系数α称表面张力系数，单位为m /N 。

由（1），（2）式得： )d L (2g)m m (F 0+•+-=α （3）由于冂形铝片框很薄，被拉起的水膜很薄，m 较小，可以将其忽略，且一般有d L >>，那么L d L ≈+，于是（3）式可以简化为：L2gm F 0•-=α （4）2．用737FB 新型焦利氏秤实验仪来测量g m F 0•-值：737FB 新型焦利氏秤实验仪相当于一个精密的弹簧称，常用于测量微小的力，根据胡克定理制作而成。