实验报告:表面张力的测定
液体表面张力系数测定的实验报告
液体表面张力系数测定的实验报告一、实验目的1、掌握用拉脱法测量液体表面张力系数的原理和方法。
2、学习使用力敏传感器测量微小力的原理和方法。
3、研究液体表面张力系数与液体温度、浓度等因素的关系。
二、实验原理液体表面层内分子受到指向液体内部的拉力,使得液体表面有收缩的趋势。
要使液体表面增大,就需要克服这种内聚力而做功。
单位长度上所受的这种力称为表面张力,其大小与液体的种类、温度和纯度等因素有关。
拉脱法测量液体表面张力系数的基本原理是:将一个金属圆环水平地浸入液体中,然后缓慢地将其拉起,在拉起的过程中,圆环会受到液体表面张力的作用。
当圆环即将脱离液面时,所施加的拉力等于液体表面张力与圆环所受重力之差。
设圆环的内半径为$r_1$,外半径为$r_2$,拉起圆环所需的拉力为$F$,液体的表面张力系数为$\sigma$,则根据力的平衡条件,有:$F =(π(r_2^2 r_1^2))\sigma$从而可得液体表面张力系数:$\sigma =\frac{F}{π(r_2^2 r_1^2)}$在本实验中,拉力$F$通过力敏传感器测量,其输出电压$U$与拉力$F$成正比,即$F = kU$,其中$k$为力敏传感器的灵敏度。
三、实验仪器1、液体表面张力系数测定仪。
2、力敏传感器。
3、数字电压表。
4、游标卡尺。
5、纯净水、洗洁精溶液等。
四、实验步骤1、仪器安装与调试将力敏传感器固定在铁架台上,使其探头向下。
将数字电压表与力敏传感器连接,调整零点。
用游标卡尺测量金属圆环的内半径$r_1$和外半径$r_2$。
2、测量纯净水的表面张力系数将洗净的金属圆环挂在力敏传感器的挂钩上,调整升降台,使圆环浸入纯净水中。
缓慢地向上移动升降台,观察数字电压表的示数变化。
当圆环即将脱离液面时,记录电压表的示数$U_1$。
重复测量多次,取平均值。
3、测量不同温度下纯净水的表面张力系数改变纯净水的温度,例如用热水加热或冷水冷却,分别测量在不同温度下的表面张力系数。
表面张力系数的测定实验报告
表面张力系数的测定实验报告一、实验目的1、掌握用拉脱法测量液体表面张力系数的原理和方法。
2、学习使用力敏传感器测量微小力的原理和方法。
3、加深对液体表面现象的理解。
二、实验原理液体表面层内分子相互作用的结果使得液体表面犹如张紧的弹性薄膜,具有收缩的趋势。
存在于液体表面上的这种张力称为表面张力。
设想在液面上作一长为 L 的线段,线段两边的液面均存在与线段垂直且沿液面切线方向的拉力 f,拉力 f 的大小与线段长度 L 成正比,比例系数即为液体的表面张力系数σ,其表达式为:σ = f / L 。
本实验采用拉脱法测量液体的表面张力系数。
将一金属片框水平浸入液体中,然后缓慢向上提拉,在液膜即将破裂的瞬间,拉力 F 等于金属框所受的重力 mg 与液膜对框向下的拉力 f 之和。
由于液膜对框的拉力 f 等于表面张力系数σ 与所拉出液膜周长的乘积,即 f =2σ(L1 +L2) ,其中 L1 和 L2 分别为金属框的内、外边长。
当拉力 F 等于重力 mg 与液膜拉力 f 之和时,有:F = mg +2σ(L1 + L2) ,则表面张力系数为:σ =(F mg) / 2(L1 + L2) 。
在实验中,力 F 可以通过力敏传感器测量,金属框的质量 m 可以用天平称量,L1 和 L2 可以用游标卡尺测量。
三、实验仪器1、力敏传感器及数字电压表。
2、铁架台。
3、金属框。
4、游标卡尺。
5、待测液体(如水)。
6、托盘天平。
7、烧杯。
四、实验步骤1、用游标卡尺测量金属框的内、外边长 L1 和 L2 ,各测量 5 次,取平均值。
2、调节铁架台,将力敏传感器固定在铁架台上,并使其测量端朝下。
3、将数字电压表与力敏传感器连接,调零。
4、用托盘天平称量金属框的质量 m 。
5、在烧杯中倒入适量的待测液体,将金属框水平浸入液体中,深度约为 3 5mm 。
6、缓慢向上提拉金属框,观察数字电压表的示数变化。
当液膜即将破裂时,记录数字电压表的示数 U 。
表面张力实验报告
表面张力实验报告表面张力实验报告一、实验目的1.了解表面张力的概念及计算方法2.掌握不同液体的表面张力测量方法3.理解表面张力和物体的接触角之间的关系二、实验原理表面张力是指液体分子表面膜的作用力,与液体分子的相互作用力相比,表面张力很大。
当液体借助其他液体或固体的作用下处于一定形态时,分子表面成为液面,而液体内部则是相对静止,分子间作用力平衡。
液体几何中心以上的各个部分受到的分子作用力都有平衡态,而液面碰到其他物体的部分,其内部分子作用则不平衡,形成了表面张力。
表面张力可以通过落体法、张力等方法测量。
落体法是指用一根细管吊住一小滴液体进行测量,液滴会受到自身重力、管壁摩擦阻力和空气阻力等力的作用,最后达到一个相对平衡的状态,从而可以通过一定的公式计算出液体的表面张力。
张力法的实验原理是,将两片玻璃或金属相互并拢,中间夹上液体样品,通过液面上升高度和表面张力的关系计算出液体的表面张力。
三、实验器材和试剂实验器材:常温实验室、蒸馏水、较硬的不溶于水的新鲜橙皮、玻璃针管、镊子、皮尺、显微镜(口径高50倍)等。
试剂:蒸馏水、甘油、乙醇、正丁醇。
四、实验步骤1.用显微镜对橙皮的表面进行观察,测试表面凹凸不平的程度,然后选取一小块大小适中的橙皮表面。
2.控制玻璃针管内的升量,让有水的钟面维持一定角度后在橙皮表面上轻轻接触并抽成一小圈限制水滴扩散,当玻璃针管不接触表面时,水滴呈近似半球形,与橙皮之间的接触角为θ。
3.使用镊子和皮尺测量液滴半径r及琼脂柱升高d,计算相对位置差h=d/rR,以及水的表面张力γ。
4.重复以上操作,每种液体均要测试三次,并取平均值,最后得到每种液体的表面张力。
五、实验结果及分析1.液滴的接触角与液体表面张力的关系在本实验中,我们观察到当水接触到橙皮表面时,水滴的表面高度比橙皮表面低了很多,表明水滴在橙皮表面的接触角很小,水分子之间的相互作用很强。
2.不同液体的表面张力表面张力受到分子之间力和温度的影响,实验结果显示水的表面张力为74.155mN/m,甘油、正丁醇和乙醇的表面张力分别为50.2mN/m、30.3mN/m和22.36mN/m。
表面张力实验报告
表面张力实验报告表面张力是液体分子间的相互作用力,是液体表面上的一种特殊现象。
本实验旨在通过测定液体表面张力的大小,探究不同因素对表面张力的影响。
实验仪器与试剂:1. 表面张力仪。
2. 试验液,蒸馏水、酒精、肥皂水。
3. 毛细管。
4. 电子天平。
实验步骤:1. 调节表面张力仪,使其水平放置并稳定。
2. 用毛细管吸取试验液,使其悬于表面张力仪的槽中。
3. 记录试验液受到的重力,根据重力的大小计算出表面张力的大小。
4. 重复以上步骤,分别用蒸馏水、酒精和肥皂水进行实验。
实验结果与分析:经过实验测定,我们得到了不同液体的表面张力大小。
蒸馏水的表面张力较大,而酒精的表面张力较小,肥皂水的表面张力则介于两者之间。
这与液体分子间的相互作用力有关,分子间相互吸引力越大,表面张力也越大。
实验中还发现,温度对表面张力也有一定影响。
随着温度的升高,液体的表面张力会降低。
这是因为温度升高会使液体分子的热运动增强,分子间的相互作用力减弱,从而导致表面张力的减小。
结论:通过本次实验,我们深入了解了表面张力的特性和影响因素。
表面张力是液体表面特有的一种性质,液体分子间的相互作用力决定了表面张力的大小。
同时,温度对表面张力也有一定影响。
这些知识不仅有助于我们更好地理解液体的性质,也对实际生活和工程应用具有一定的指导意义。
在今后的学习和工作中,我们将进一步探究表面张力的相关知识,不断拓展实验内容,提高实验水平,为科学研究和工程技术的发展做出更大的贡献。
通过本次实验,我们不仅获得了实验数据,更重要的是增加了对表面张力的理解,培养了实验操作能力和科学研究精神。
希望在今后的学习和工作中,能够继续努力,不断提高自己的实验技能和科学素养,为科学事业的发展贡献自己的力量。
溶液表面张力的测定实验报告
溶液表面张力的测定实验报告一、实验目的1、掌握最大气泡压力法测定溶液表面张力的原理和方法。
2、测定不同浓度正丁醇水溶液的表面张力,计算表面吸附量和表面活性剂分子的横截面积。
3、了解表面张力与溶液浓度之间的关系,加深对表面化学基本概念的理解。
二、实验原理1、表面张力在液体内部,每个分子都受到周围分子的吸引力,合力为零。
但在液体表面,分子受到指向液体内部的合力,使得液体表面有自动收缩的趋势。
要增大液体的表面积,就需要克服这种内聚力而做功。
在温度、压力和组成恒定时,增加单位表面积所做的功即为表面张力,用γ表示,单位为 N·m⁻¹或 mN·m⁻¹。
2、最大气泡压力法将毛细管插入待测液体中,缓慢打开滴液漏斗的活塞,让体系缓慢减压。
当压力差在毛细管端产生的作用力稍大于毛细管口液体的表面张力时,气泡就会从毛细管口逸出。
此时,气泡内外的压力差最大,这个最大压力差可以通过 U 型压力计测量得到。
根据拉普拉斯方程:\(\Delta p =\frac{2\gamma}{r}\)其中,\(\Delta p\)为最大压力差,\(r\)为毛细管半径,\(\gamma\)为液体的表面张力。
对于同一根毛细管,\(r\)是定值。
只要测出\(\Delta p\),就可以算出液体的表面张力\(\gamma\)。
3、表面吸附与吉布斯吸附等温式在一定温度下,溶液的表面张力随溶液浓度的变化而变化。
当溶质能降低溶剂的表面张力时,溶质在表面层中的浓度比溶液内部大,称为正吸附;反之,当溶质能升高溶剂的表面张力时,溶质在表面层中的浓度比溶液内部小,称为负吸附。
吉布斯吸附等温式为:\(\Gamma =\frac{1}{RT}\frac{d\gamma}{dC}\)其中,\(\Gamma\)为表面吸附量(单位:mol·m⁻²),\(R\)为气体常数(\(8314 J·mol⁻¹·K⁻¹\)),\(T\)为绝对温度,\(C\)为溶液浓度,\(\frac{d\gamma}{dC}\)为表面张力随浓度的变化率。
表面张力系数的测定(实验报告)
实验三 表面张力系数的测定[实验目的]1. 学习FD-NST-I 型液体表面张力系数测定仪的使用方法;2. 用拉脱法测定室温下液体的表面张力系数 [实验原理]表面张力f 方向沿液体表面,且恒与分界线垂直,大小与分界线的长度成正比,α为液体的表面张力系数即 L f α= (1) 将内径为D 1,外径为D 2的金属环悬挂在测力计上,然后把它浸入盛水的玻璃器皿中。
当缓慢地向上金属环时,金属环就会拉起一个与液体相连的水柱。
由于表面张力的作用,测力计的拉力逐渐达到最大值F(超过此值,水柱即破裂),则F 应当是金属环重力G 与水柱拉引金属环的表面张力f 之和,即f G F += (2)水柱两液面的直径与金属环的内外径相同,则有)(21D D f +=απ (3) 则表面张力系数为 )(21D D f+=πα (4)本实验用FD-NST-I 型液体表面张力系数测定仪进行测量。
若力敏传感器拉力为F 时,数字式电压表的示数为U ,B 表示力敏传感器的灵敏度,则有BUF =(5) 吊环拉断液柱的前一瞬间,吊环受到的拉力为f G F +=1;拉断时瞬间,吊环受到的拉力为G F =2。
若吊环拉断液柱的前一瞬间数字电压表的读数值为U 1,拉断时瞬间数字电压表的读数值为U 2,则有BU U F F f 2121-=-= (6) 故表面张力系数为 BD D U U D D f)()(212121+-=+=ππα (7)[实验仪器]FD-NST-I 型液体表面张力系数测定仪、片码、铝合金吊环、吊盘、玻璃器皿、镊子 游标卡尺、纯净水、NaOH 溶液、电吹风 [实验内容]1. 开机预热15分钟;2. 清洗玻璃器皿和吊环;3. 调节支架的底脚螺丝,使玻璃器皿保持水平;4. 测定力敏传感器的灵敏度①. 预热15分钟以后,在力敏传感器上吊上吊盘,并对电压表清零;②. 将7个质量均为0.5g 的片码依次放入吊盘中,分别记下电压表的读数U 0~U 7;再依次从吊盘中取走片码,记下读数U 7~U 0。
表面张力实验报告
表面张力实验报告表面张力实验报告一、实验目的:1. 了解表面张力的概念和性质;2. 探究影响表面张力的因素;3. 学习使用测表面张力的方法。
二、实验原理:1. 表面张力指的是液体表面的分子之间存在相互吸引的力,使液体表面呈现出一定的弹性和抗扩散的性质;2. 影响表面张力的因素有液体的种类、温度、纯度以及溶质的存在等;3. 实验中常用的方法有破纹法和测菲涅耳透镜方法。
三、实验仪器和材料:1. 实验仪器:表面张力测量仪、电子天平;2. 实验材料:蒸馏水、医用液体酒精、玻璃坩埚、螺丝扣、草签。
四、实验步骤:1. 实验前准备:清洁仪器,准备所需的实验材料;2. 测量蒸馏水的表面张力:将蒸馏水倒入玻璃坩埚中,再将其缓缓注入表面张力测量仪中的导管,使水面与上方的游标齐平。
记录导管上升时的水面高度差,计算出表面张力的值;3. 测量医用液体酒精的表面张力:同样的方法进行测量,并记录数据;4. 测量温度对表面张力的影响:用温水加热蒸馏水,然后测量新的表面张力值;5. 测量不同溶质对表面张力的影响:向蒸馏水中加入少量食盐溶液,再次测量表面张力。
五、实验结果与分析:1. 蒸馏水的表面张力为XX N/m,医用液体酒精的表面张力为XX N/m;2. 温度升高后,蒸馏水的表面张力降低,表明温度对表面张力有影响;3. 加入少量食盐溶液后,蒸馏水的表面张力下降,表明溶质的存在会降低表面张力。
六、实验总结:1. 表面张力是液体表面分子间相互作用力的体现,对液体的性质和行为有影响;2. 温度的升高会导致表面张力降低,溶质的存在也会使表面张力下降;3. 实验中使用的测表面张力的方法能够较准确地测量表面张力。
七、存在问题与改进意见:1. 实验过程中需保持仪器和材料的清洁,以避免外界因素对实验结果的影响;2. 对实验结果的分析和交流应更加深入,以提高对实验原理的理解。
八、参考文献:1. XX. 表面张力实验及原理. XX大学期刊,XX(1),XX-XX.2. XX. 表面张力的实验教学. 实验教学月刊,XX(2),XX-XX.以上为表面张力实验报告的简要内容,供参考。
表面张力的测定实验报告
表面张力的测定实验报告表面张力的测定实验报告引言:表面张力是液体分子之间相互作用力的一种表现形式,是液体分子间吸引力的结果。
表面张力的测定对于研究液体性质、液滴形成和液体表面现象具有重要意义。
本实验旨在通过测定不同液体的表面张力,探究液体分子间相互作用力的差异,并了解表面张力对液体特性的影响。
实验材料与仪器:1. 三种不同液体:水、酒精、甘油2. 试管3. 滴管4. 皮尺5. 密度计实验方法:1. 实验前将试管清洗干净,以避免杂质对实验结果的影响。
2. 分别取一定量的水、酒精和甘油,注入三个试管中。
3. 将试管放在水平桌面上,注意保持试管外壁干燥。
4. 使用滴管,逐渐向试管中滴加液体,直到液体溢出试管口为止。
记录滴加液体的滴数。
5. 重复上述步骤3-4,每种液体进行三次测定,取平均值。
实验结果与数据处理:根据实验方法得到的滴加液体的滴数,可以计算出液体的表面张力。
根据液体表面张力的公式,表面张力=密度×重力加速度×滴数/滴液体积,可以得到不同液体的表面张力值。
通过对实验数据的处理,可以得到以下结论:1. 水的表面张力最大,酒精次之,甘油的表面张力最小。
这是因为水分子之间的氢键作用力较强,导致表面张力较大;酒精分子之间的作用力较弱,表面张力较水小;甘油分子之间的作用力最弱,表面张力最小。
2. 表面张力与液体的分子间相互作用力有关。
分子间相互作用力越强,表面张力越大;相反,作用力越弱,表面张力越小。
3. 表面张力对液体的性质有一定影响。
表面张力大的液体,易形成液滴,不易湿润固体表面;表面张力小的液体,不易形成液滴,易湿润固体表面。
讨论与改进:本实验通过测定不同液体的表面张力,探究液体分子间相互作用力的差异,并了解表面张力对液体特性的影响。
然而,由于实验条件的限制,实验结果可能存在一定误差。
为提高实验的准确性和可靠性,可以进行以下改进:1. 增加实验重复次数,取平均值,减小误差。
2. 使用更精确的仪器,如精密滴管和数字密度计,提高测量的准确性。
液体表面张力系数的测定实验报告数据
液体表面张力系数的测定实验报告数据一、实验目的1、掌握用拉脱法测量液体表面张力系数的原理和方法。
2、学习使用焦利秤测量微小力的原理和方法。
3、加深对液体表面张力现象的理解。
二、实验原理液体表面层内分子相互作用的结果使得液体表面犹如一张拉紧的弹性膜,具有收缩的趋势。
这种沿着液体表面,垂直作用于单位长度上的力称为表面张力。
设想在液面上作一长为$L$ 的线段,那么表面张力的大小$f$ 就与线段长度$L$ 成正比,即:\f =\alpha L\其中,比例系数$\alpha$ 称为液体的表面张力系数,其单位为$N/m$。
在本实验中,我们采用拉脱法测量液体的表面张力系数。
将一洁净的金属圆环水平地浸没于液体中,然后缓慢地拉起圆环,当圆环即将脱离液面时,表面张力垂直向下作用于圆环,且大小为:\F =(m_{1} + m_{2})g + f\其中,$m_{1}$为圆环的质量,$m_{2}$为圆环所沾附液体的质量,$g$ 为重力加速度。
当圆环刚刚脱离液面时,$f$ 达到最大值,此时:\F =(m_{1} + m_{2})g\由于所沾附液体的质量$m_{2}$不易直接测量,可通过测量圆环内外直径$D_{1}$、$D_{2}$,由公式:\m_{2} =\pi (D_{1} + D_{2})\sigma h\计算得出,其中$\sigma$ 为液体的密度,$h$ 为拉起的液膜高度。
三、实验仪器焦利秤、砝码、游标卡尺、金属圆环、纯净水、温度计等。
四、实验步骤1、安装好焦利秤,调节底座水平,使秤框能上下自由移动。
2、测量金属圆环的内外直径$D_{1}$、$D_{2}$,各测量六次,取平均值。
3、挂上砝码盘,调节焦利秤的零点。
4、将金属圆环洗净,用纯净水冲洗后,挂在焦利秤的小钩上。
5、调节升降旋钮,使圆环缓慢下降,浸没于水中,注意保持水平。
6、然后缓慢上升,观察圆环即将脱离液面时的示数,记录此时的拉力$F$。
7、测量水温,记录温度值。
表面张力系数的测定实验报告
表面张力系数的测定实验报告表面张力系数的测定实验报告引言:表面张力是液体分子间相互作用力的结果,是液体表面上分子间吸引力导致的。
表面张力系数是表征液体表面张力大小的物理量,它的测定对于了解液体的性质和应用具有重要意义。
本实验旨在通过测定不同液体的表面张力系数,探究不同因素对表面张力的影响。
实验材料和仪器:1. 不同液体:水、酒精、植物油、肥皂水2. 试管3. 量筒4. 玻璃片5. 温度计6. 天平实验步骤:1. 准备工作:a. 清洗试管和玻璃片,确保无杂质。
b. 用量筒分别量取不同液体,并标记。
c. 将试管倒立放置,待液体静置后,取出液体。
2. 测定液体的质量:a. 使用天平称量试管,记录质量。
b. 将试管放入装有液体的容器中,使其完全浸没,待液体附着在试管壁上。
3. 测定液体的体积:a. 使用量筒将液体倒入试管中,记录体积。
b. 测量液体的温度,并记录。
4. 计算表面张力系数:a. 根据试管的质量和体积,计算液体的质量和体积。
b. 使用公式:表面张力系数 = (液体的质量× 重力加速度) / (液体的体积× 2 × 玻璃片的宽度) 计算表面张力系数。
实验结果和讨论:通过实验测得不同液体的表面张力系数如下:1. 水:0.072 N/m2. 酒精:0.022 N/m3. 植物油:0.034 N/m4. 肥皂水:0.045 N/m从实验结果可以看出,不同液体的表面张力系数存在差异。
水的表面张力系数最大,这是因为水分子间的氢键作用力较强,导致水具有较高的表面张力。
酒精的表面张力系数最小,这是因为酒精分子间的相互作用力较弱,导致酒精具有较低的表面张力。
此外,实验中还发现表面张力系数与温度有关。
随着温度的升高,液体分子的热运动增强,分子间的相互作用力减弱,表面张力系数也会减小。
这可以解释为什么水在高温下表面张力会降低。
结论:通过本实验的测定,我们了解到不同液体的表面张力系数差异,并发现表面张力系数与液体分子间的相互作用力和温度有关。
表面张力系数的测定实验报告
表面张力系数的测定实验报告一、引言(引言部分可以介绍表面张力的概念和重要性,以及测定表面张力系数的目的和意义)二、实验原理2.1 表面张力的定义(在这一部分可以详细解释表面张力的概念和其对液体性质的影响)2.2 表面张力系数的测定方法1.球法测定法2.悬滴法测定法3.比重法测定法2.3 实验所用仪器和试剂1.试验仪器:球法测定仪、悬滴法测定仪、比重测定仪2.试验试剂:去离子水、甲醇等三、实验步骤3.1 球法测定法的实验步骤1.准备实验器材,如球法测定仪、试验瓶等2.将试验瓶中装满去离子水活得其他试剂3.将试验瓶放入球法测定仪中,记录下实验环境条件4.通过测量实验瓶和球法测定仪的重量差来计算表面张力系数3.2 悬滴法测定法的实验步骤1.准备实验器材,如悬滴法测定仪、试验液等2.将试验液滴在悬滴法测定仪上,注意控制滴液量3.观察滴液在测定仪上的形态,记录下实验环境条件4.根据滴液的形态和重量来计算表面张力系数3.3 比重法测定法的实验步骤1.准备实验器材,如比重测定仪、试验液等2.将试验液倒入比重测定仪中,注意加入量的控制3.观察试验液的形态和重量,记录下实验环境条件4.通过测定试验液在不同条件下的密度来计算表面张力系数四、实验数据和结果(分别列出球法测定法、悬滴法测定法和比重法测定法的实验数据和计算结果)五、实验讨论(可以对实验结果进行讨论,分析不同测定方法的优缺点,并解释可能产生的误差来源)六、结论(根据实验结果和讨论部分的分析,得出关于表面张力系数测定的结论)七、参考文献(列出实验中所参考的相关文献)八、致谢(感谢支持和帮助过你实验的人)。
表面张力测定的实验报告
表面张力测定的实验报告《表面张力测定的实验报告1》哎呀,老师说要做表面张力测定的实验,我当时就想,这听起来好复杂呀!就像要去探索一个神秘的魔法世界一样。
我和同桌一起做这个实验。
一到实验室,看到那些实验器材,我眼睛都瞪大了。
那些瓶瓶罐罐就像一群沉默的小士兵,等着我们发号施令呢。
我对同桌说:“你看,这些东西看起来就很厉害的样子,咱们可别搞砸了。
”同桌却满不在乎地说:“怕啥,不就是个实验嘛,就跟搭积木似的。
”哼,他可真乐观。
我们先把实验装置小心翼翼地组装起来。
这时候,旁边那组同学的仪器突然发出“嗞嗞”的声音,把我们吓了一跳。
我着急地说:“他们这是咋啦?我们可别这样啊。
”同桌一边继续摆弄着仪器,一边说:“他们肯定是哪里没弄好,咱们仔细点就行。
”就像走在一条狭窄的小路上,旁边有人不小心摔倒了,我们得更加小心才行。
开始测量的时候,我眼睛紧紧盯着仪器上的读数。
那个指针就像一个调皮的小虫子,动来动去的。
我对同桌说:“这指针晃得我都晕了,你说这准不准呀?”同桌说:“再等等看,它总会稳定下来的。
”这就好比等一只小蚂蚁慢悠悠地爬到目的地一样,需要耐心。
当我们终于得到一个稳定的读数时,我高兴得差点跳起来。
我喊道:“哇塞,我们成功啦!”同桌也笑了起来。
这个时候,我感觉我们就像两个小探险家,在神秘的科学海洋里找到了宝藏。
这个实验让我明白,做事情就像测定表面张力一样,不能马虎,要有耐心。
只要坚持下去,就能收获成功的喜悦。
《表面张力测定的实验报告2》我刚听到要做表面张力测定实验,心里直犯嘀咕,这是个啥呀?感觉比解最难的数学题还难呢。
我、小明和小红一组。
一进实验室,那股科学的气息就扑面而来。
小明就像个好奇的小猴子,这儿摸摸,那儿看看。
小红则比较谨慎,她说:“咱们先把步骤看清楚再动手。
”我心想,还是小红靠谱。
我们在准备溶液的时候,我不小心把溶液洒了一点出来。
小明立马打趣说:“你这是给实验台也加点料呢。
”我有点不好意思地说:“哎呀,都怪我这笨手笨脚的。
表面张力系数的测定实验报告
表面张力系数的测定实验报告实验目的,通过实验测定不同液体的表面张力系数,探究不同因素对表面张力系数的影响。
实验仪器和试剂,蒸馏水、乙醇、甘油、二极管、平衡臂、悬线秤、毛细管、滴管、比色皿、烧杯、试管。
实验原理,表面张力系数是液体分子间相互作用力和表面分子受到的引力共同作用的结果,可用下式表示,γ = F/2L。
实验步骤:1. 实验前准备,将实验器材清洗干净,准备好所需试剂。
2. 实验一,测定蒸馏水的表面张力系数。
a. 取一根毛细管,将其两端用火烧热,使其两端成圆形。
b. 将烧杯中注满蒸馏水,将毛细管的一端插入水中,使水面刚好与毛细管齐平。
c. 用滴管往毛细管中滴水,记录下水面的升高高度h。
d. 重复实验三次,取平均值计算表面张力系数γ。
3. 实验二,测定乙醇的表面张力系数。
a. 重复实验一的步骤,将烧杯中注满乙醇,进行毛细管法实验。
b. 记录下水面的升高高度h,计算表面张力系数γ。
4. 实验三,测定甘油的表面张力系数。
a. 重复实验一的步骤,将烧杯中注满甘油,进行毛细管法实验。
b. 记录下水面的升高高度h,计算表面张力系数γ。
实验结果与分析:实验一,蒸馏水的表面张力系数为γ1 = 0.072 N/m。
实验二,乙醇的表面张力系数为γ2 = 0.022 N/m。
实验三,甘油的表面张力系数为γ3 = 0.063 N/m。
通过实验数据可知,不同液体的表面张力系数存在差异。
蒸馏水的表面张力系数最大,乙醇的表面张力系数最小,而甘油的表面张力系数居中。
这与液体分子间的相互作用力有关,分子间作用力越大,表面张力系数越大。
实验结论,不同液体的表面张力系数受到分子间相互作用力的影响,实验结果符合理论预期。
表面张力系数的测定对于液体的性质研究具有重要意义,也为液体表面现象的研究提供了实验依据。
实验注意事项:1. 实验中要小心操作,避免毛细管破裂或试剂溅出。
2. 实验数据要准确记录,避免误差的出现。
3. 实验后要及时清洗实验器材,保持实验环境整洁。
表面张力的测定实验报告
浙江万里学院生物与环境学院化学工程实验技术实验报告实验名称:溶液表面张力的测定(1)实验目的1、掌握最大气泡法测定表面张力的原理和技术2、通过对不同浓度正丁醇溶液表面张力的测定,加深对表面张力、表面自由能和表面吸附量关系的理解3、学习使用Matlab 处理实验数据(2) 实验原理1、 表面自由能:从热力学观点看,液体表面缩小是一个自发过程,这是使体系总的自由能减小的过程。
如欲使液体产生新的表面A ∆,则需要对其做功。
功的大小应与A ∆成正比:-W=σA ∆2、 溶液的表面吸附:根据能量最低原理,溶质能降低溶液的表面张力时,表面层中溶质的浓度应比溶液内部大,反之,溶质使溶液的表面张力升高时,它在表面层中的浓度比在内部的浓度低。
这种表面浓度与溶液里面浓度不同的现象叫“吸附”。
显然,在指定温度和压力下,吸附与溶液的表面张力及溶液的浓度有关。
Gibbs 用热力学的方法推导出它们间的关系式 T cRT c )(∂∂-=Γσ(1)当0<⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂Tc σ时,Γ>0,溶质能减少溶剂的表面张力,溶液表面层的浓度大于内部的浓度,称为正吸附,此类物质叫表面活性物质。
(2)当0>⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂Tc σ时,Γ<0,溶质能增加溶剂的表面张力,溶液表面层的浓度小于内部的浓度,称为负吸附,此类物质叫非表面活性物质。
由Tc RT c )(∂∂-=Γσ可知:通过测定溶液的浓度随表面张力的变化关系可以求得不同浓度下溶液的表面吸附量。
3、 饱和吸附与溶质分子的横截面积:吸附量Γ浓度c 之间的关系,有Langmuir等温方程式表示:cK cK ·1·+Γ=Γ∞4、 最大泡压法:(3) 实验装置与流程:将燃烧热实验的主要设备、仪器和仪表等按编号顺序添入图下面相应位置:图11-4最大气泡法测表面张力装置1. 恒温套管 2. 毛细管 3.数字式微压差测量仪 4. 滴液瓶 5. 烧杯 6.连接橡皮管(4) 简述实验所需测定参数及其测定方法:1、测定各浓度试剂在25℃的压强,2、根据s/DP=K ,可用蒸馏水的压强差求出K 值,也就是毛细管常数。
表面张力系数的测定实验报告
表面张力系数的测定实验报告一、实验目的本实验旨在通过测量液体表面张力系数,掌握液体表面张力的概念及其测量方法。
二、实验原理1.液体表面张力的概念液体表面张力是指单位长度内液体表面所需的能量,它是由于分子间相互作用力引起的。
在液体中,分子间存在吸引作用,因此分子会向内聚拢;而在液体与外界相接触的表面上,由于没有上方分子的吸引作用,因此分子会向下聚拢。
这种内聚和外聚之间产生了一个平衡状态,即所谓的表面张力。
2.测定表面张力系数的方法(1)自由下落法:利用小球在液体中自由下落时所受到的阻力与重力平衡来测定表面张力系数。
(2)静水压差法:利用两个相距较近且水平放置的玻璃板之间形成水柱时所受到压强差来测定表面张力系数。
(3)环法:将一根环形线圈放入液体中,在环和液体交界处形成一个弧形截面,利用截面积和液体重量之间的关系来测定表面张力系数。
三、实验步骤及记录1.实验器材:环形线圈、容量瓶、电子天平、测微计、滴管等。
2.实验前准备:清洗器材,将环形线圈放入热水中加热至沸腾,使其表面完全湿润后取出晾干。
3.测定液体的密度:用容量瓶称取一定质量的液体,记录质量和容积,计算出液体密度。
4.测定环形线圈的质量:用电子天平称取环形线圈的质量。
5.测定液体对环形线圈的重力作用力:将干净且完全干燥的环形线圈悬挂在滴管上,并用滴管滴入一定数量的液体,使其完全覆盖住环形线圈。
记录此时液体重量和滴管内残留液体重量,并计算出所添加的液体重量。
6.测定环形线圈对液面所受到的支持力:将带有一定数量液体的容器放在水平台上,并将悬挂有一定数量残留液体的环形线圈轻轻放入液面上,记录此时环形线圈所受到的支持力。
7.测定表面张力系数:根据公式γ=2mg/πr,计算出表面张力系数γ。
四、实验结果分析1.实验数据记录:液体密度ρ=1.2g/cm³环形线圈质量m=0.5g添加液体重量m1=0.2g环形线圈所受支持力F=0.05N环形线圈半径r=0.01m2.计算过程:(1)计算液体重量m2=m+m1-残留液体重量;(2)计算环形线圈受到的重力作用力mg=m2g;(3)根据公式γ=2mg/πr,计算出表面张力系数γ。
表面张力测定实验报告
表面张力测定实验报告表面张力测定实验报告引言:表面张力是液体表面因内聚力而产生的一种特性。
它是液体分子间相互作用力的结果,对于理解液体的性质和应用有着重要的意义。
本实验旨在通过测定不同液体的表面张力,探究其与温度、溶质浓度的关系,以及了解表面张力在生活和工业中的应用。
实验原理:表面张力的测定可以通过测量液体在平衡状态下液体与气体的接触角来实现。
接触角是液体与固体或气体交界面上所形成的一个角度,它与表面张力有关。
当接触角越小,液体与固体或气体的相互作用力越强,表面张力也就越大。
实验步骤:1. 实验前准备:a. 准备所需的实验器材和试剂,包括测量接触角的仪器、不同液体样品和测量温度的装置。
b. 将实验器材进行清洗和消毒,确保实验结果的准确性和可靠性。
2. 测定液体的表面张力:a. 将待测液体倒入测量接触角的仪器中,使其形成一个液滴。
b. 通过调节仪器,使液滴与仪器上的标尺平行,并记录液滴的直径。
c. 观察液滴与仪器上的标尺之间的接触角,并记录下来。
d. 重复以上步骤,测量不同液体的表面张力。
3. 探究表面张力与温度的关系:a. 将同一种液体分别加热和冷却至不同温度。
b. 重复步骤2,测量不同温度下液体的表面张力。
c. 分析实验结果,观察表面张力是否随温度的变化而变化。
4. 探究表面张力与溶质浓度的关系:a. 在同一种液体中加入不同浓度的溶质,如盐或糖。
b. 重复步骤2,测量不同溶质浓度下液体的表面张力。
c. 分析实验结果,观察表面张力是否随溶质浓度的变化而变化。
实验结果与讨论:通过实验测量得到的表面张力数据可以用于计算液体的相对分子质量等相关参数。
实验结果显示,不同液体的表面张力存在差异,这与液体分子间相互作用力的不同有关。
此外,实验结果还表明,表面张力随着温度的升高而减小,这可能是因为温度升高会增加液体分子的热运动,使其分子间的相互作用力减弱。
另外,实验结果还显示,溶质浓度的增加会导致表面张力的降低,这可能是因为溶质的存在会干扰液体分子间的相互作用力。
液体表面张力系数的测定实验报告数据
液体表面张力系数的测定实验报告数据一、实验目的测定液体的表面张力系数,了解表面张力的性质和影响因素,掌握用拉脱法测量表面张力系数的原理和方法。
二、实验原理液体表面层内分子受到指向液体内部的拉力,使得液体表面具有收缩的趋势。
这种沿着液体表面,垂直作用于单位长度上的力称为表面张力。
当一金属框(如矩形框)在液面上缓慢拉起时,液膜将在金属框上形成。
若要使液膜破裂,拉力需克服表面张力的作用。
根据胡克定律,在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比。
在本实验中,我们将一个洁净的金属圆环水平地悬挂在力敏传感器上,然后将圆环浸没在待测液体中,缓慢拉起圆环,当液膜即将破裂时,拉力达到最大值。
此时,拉力 F 等于表面张力系数σ 与圆环内外周长之和 l 的乘积,即 F =σl 。
通过力敏传感器测量拉力 F ,并测量圆环的内外直径,计算出周长l ,就可以求得液体的表面张力系数σ 。
三、实验仪器力敏传感器、数字电压表、铁架台、升降台、镊子、游标卡尺、纯净水、待测液体(如酒精)、玻璃皿、金属圆环。
四、实验步骤1、仪器调整将力敏传感器固定在铁架台上,调整其高度,使其与升降台的上表面平行。
将数字电压表与力敏传感器连接好,打开电源,预热 15 分钟。
对数字电压表进行调零。
2、测量金属圆环的内外直径用游标卡尺分别测量金属圆环的内外直径,各测量 5 次,取平均值。
3、测量纯净水的表面张力系数将玻璃皿中装入适量的纯净水,放在升降台上。
用镊子将金属圆环挂在力敏传感器的挂钩上,并使其完全浸没在纯净水中。
缓慢升起升降台,使金属圆环逐渐脱离水面,观察数字电压表的示数变化,当液膜即将破裂时,记录下拉力的最大值 F1 。
重复测量 5 次,取平均值。
4、测量待测液体的表面张力系数倒掉玻璃皿中的纯净水,用待测液体(如酒精)清洗玻璃皿和金属圆环。
重新在玻璃皿中装入适量的待测液体,按照测量纯净水表面张力系数的方法,测量待测液体的拉力最大值 F2 ,重复测量 5 次,取平均值。
物化实验报告-表面张力的测定
溶液中的吸附作用和表面张力的测定一、实验目的1、 掌握最大气泡法和滴重法测定表面活性物质正丁醇的表面张力, 并且利用Gibbs 吸附公式和Langmuir 吸附等温式测定正丁醇分子的横截面积。
训练学生利用毛细管和数字式微压测量仪以及滴重管测定表面张力的方法, 并通过曲线及直线拟合处理得到不同数据。
培养学生在实验中严谨的实验作风和态度, 并对学生的科研兴趣进行初步的指导。
二、实验原理物体表面分子和内部分子所处的境遇不同, 表面层分子受到向内的拉力, 所以液体表面都有自动缩小的趋势。
如果把一个分子由内部迁移到表面, 就需要对抗拉力而做功。
在温度、压力和组成恒定时, 可逆地表面增加 所需对体系做的功, 叫表面功, 可以表示为:W dA δσ'-=式中σ为比例常数。
σ在数值上等于当T 、p 和组成恒定的条件下增加单位表面积所必须对体系做的可逆非膨胀功, 也可以说是每增加单位表面积时体系自由能的增加值。
环境对体系作的表面功转变为表面层分子比内部分子多余的自由能。
因此, σ称为表面自由能, 其单位是焦耳每平方米(J/m2)。
若把σ看作为作用在界面上每单位长度边缘上的力, 通常称为表面张力。
从另外一方面考虑表面现象, 特别是观察气液界面的一些现象, 可以觉察到表面上处处存在着一种张力, 它力图缩小表面积, 此力称为表面张力, 其单位是牛顿每米(N/m )。
表面张力是液体的重要特性之一, 与所处的温度、压力、浓度以及共存的另一相的组成有关。
纯液体的表面张力通常是指该液体与饱和了其本身蒸气的空气共存的情况而言。
2、 纯液体表面层的组成与内部层相同, 因此, 液体降低体系表面自由能的唯一途径是尽可能缩小其表面积。
对于溶液则由于溶质会影响表面张力, 因此可以调节溶质在表面层的浓度来降低表面自由能。
根据能量最低原则, 溶质能降低溶剂的表面张力时, 表面层中溶质的浓度应比溶液内部来得大。
反之溶质使溶剂的表面张力升高时, 它在表面层中的浓度比在内部的浓度来得低, 这种表面浓度与溶液内部浓度不同的现象叫“吸附”。
液体表面张力系数测定实验报告
液体表面张力系数测定实验报告一、实验目的1、掌握用拉脱法测量液体表面张力系数的原理和方法。
2、学习使用焦利秤测量微小力的原理和方法。
3、观察液体表面张力现象,加深对液体表面性质的理解。
二、实验原理液体表面层内分子受到指向液体内部的合力,使得液体表面有收缩的趋势,从而产生了表面张力。
表面张力的大小可以用表面张力系数来描述,它等于作用在单位长度液体表面上的力。
在本实验中,我们采用拉脱法来测量液体的表面张力系数。
将一个金属框水平地接触液面,然后缓慢拉起,在拉起的过程中,液膜会被拉伸,当金属框脱离液面时,所需要克服的表面张力的合力等于金属框所受的拉力。
若金属框的长度为 L,拉起液膜即将破裂时的拉力为 F,则液体的表面张力系数为:\\sigma =\frac{F}{2L}\使用焦利秤来测量拉力 F。
焦利秤是一种可以测量微小力的仪器,其主要由秤框、秤杆、游标、弹簧等组成。
当秤框上所挂物体的重量发生变化时,弹簧会相应地伸长或缩短,通过游标读取秤杆上的刻度变化,可以计算出拉力的大小。
三、实验仪器1、焦利秤。
2、金属框。
3、砝码。
4、游标卡尺。
5、待测液体(如水)。
6、温度计。
四、实验步骤1、安装好焦利秤,调节底座上的螺丝,使立柱垂直。
在秤框内挂上砝码盘,旋转调节旋钮,使秤杆上的指针指在零刻度处。
2、用游标卡尺测量金属框的长度 L,重复测量多次,取平均值。
3、将洁净的金属框挂在秤框上,调整金属框水平,使其下边缘刚好与液面接触。
4、缓慢旋转调节旋钮,使金属框逐渐上升,同时观察液膜的变化。
当液膜即将破裂时,停止旋转,记录此时焦利秤的读数 F1。
5、重复步骤 4 多次,每次测量前需将金属框和液面用脱脂棉擦拭干净,以保证测量的准确性。
6、测量实验过程中液体的温度,以便对表面张力系数进行修正。
五、实验数据记录与处理1、金属框长度 L 的测量|测量次数| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |||||||||长度(mm)|_____ |_____ |_____ |_____ |_____ |平均值:\(L =\frac{\sum_{i=1}^{5} L_i}{5}\)2、拉力 F 的测量|测量次数| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |||||||||读数(mm)|_____ |_____ |_____ |_____ |_____ |拉力\(F = k\Delta x\),其中\(k\)为焦利秤的弹簧劲度系数,\(\Delta x\)为读数的变化量。
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实验报告:表面张力的测定
一、实验目的
1.液体表面张力的测定,了解物质体系性质、溶液表面结构、分子间相互作用(特别是表面分子相互作用),可用来帮助计算等张比容,工业设计中用来帮助估算塔板效率等。
2.熟悉表面张力中常用的测定方法:(1)毛细管升高法(2)滴重法。
二、实验原理 (1)毛细管升高法: 当一根洁净的、无油脂的毛细管浸进液体,液体在毛细管内升高到h 高度。
在平衡时、毛细管中
液柱重量与表面张力关系为2
2cos r r g h πγθπρ= 2cos g hr ργθ
= 式中,γ为表面张力,g 为重力加速度,ρ为液体密度,r 为毛细管半径。
如果液体对玻璃润湿θ=0,cos θ=1,则2
g hr ργ=。
(2)滴重法:
当达到平衡时,从外半径为r 的毛细管
滴下的液体质量,应等于毛细管周边乘
以表面张力,即2mg r πγ=式中:m 为
液滴质量,r 为毛细管外半径,γ为表面
张力,g 为重力加速度。
事实上,滴下来的仅仅是液滴的一部分。
因此,式中给出的仅仅是理想液滴。
经
实验证明,滴下来的液滴大小是V/3
r 的
函数,即有f(V/3r )所决定(其中V 是液滴体积)所以式子可变为32(/)mg ryf V r π=或32(/)
mg rf V r γπ=其中F 称为校正因子。
三、实验仪器
毛细管升高法:约25cm 长、0.2mm 直径的毛细管毛细管,读数显微镜,小试管,25°C 恒温槽。
滴重法:毛细管(末端磨平),称量瓶,读数显微镜。
四、实验步骤
毛细管升高法:
1、将毛细管洗净、干燥,于小试管中倾入蒸馏水,按图装好。
2、用吸耳球在X 管处慢慢地将空气吹入试管中,待毛细管中液体升高后,停止吹气并
使试管内外压力相等。
待液体回到平衡位置,用度数显微镜测量其高度h 。
测定完毕后从X 管吸气,降低毛细管内液面,停止吸气并使管内外压力相等,恢复到平衡位置测量高度。
如果毛细管洁净,则两次测量的高度应相等,否则应清洗毛细管。
3、测定毛细管内径。
将毛细管插入高锰酸钾溶液后,洗净毛细管外层,用读数显微镜
测量毛细管的内径。
4、用密度计测量高锰酸钾的密度。
滴重法:
1、按图二装好仪器,把待测液体充满毛细管,并调节液位使液滴按一定时间间隔滴下。
在保证液滴不受震动的条件下用称量瓶搜集30滴,用电子分析天平称重。
2、用游标卡尺测量毛细管的外径。
3、从液滴重量及液体密度计算滴下液滴体积。
然后求出v/r 3数值,从表中查出校正因
子F 数值。
根据式子求出表面张力。
五、数据记录
毛细管升高法:
升高高度h/cm
5.67 5.67 溶液密度ρ/(g/3cm ) 0.9981
内径r/mm
0.654 (读数显微镜) 0.220(用水测定毛细管升高h ,计算
所得)
滴重法:
液体+瓶质量m1/g
26.1130 瓶质量m2/g
22.8806 外径r/mm
7.64 六、数据处理
毛细管升高法: m N cm N mm cm g N cm g ghr /0907.0/1007.92
102654.067.5/108.9/9981.02433=⨯=÷÷⨯⨯⨯⨯==
--ργ 滴重法:
cm cm cm h 67.5267.567.5=+=
m N cm N cm g N g g r Fmg r V rf mg /0891.0/1091.8308.0/108.931)2500.226128.25(2581.0)
/(2433=⨯=⨯⨯÷-⨯===--πγ
七、误差分析
一.1.用毛细管升高法测升高的高度时,精确度不好,因为液面的选取比较困难,误差有几个毫米至多,而且由于是隔着观测,读数的准确度也降低了。
2.由于内径用读数显微镜,由于光学仪器往往使用起来较困难,而且由于固定毛细管的是泡沫,容易变形,即导致读数显微镜容易发生扭曲,而改变显微镜中的读数,造成误差。
3.毛细管内不干净,造成误差。
4.毛细管用洗液灌洗后为用去离子水冲干净,有部分洗液依附于管壁。
5.管内水柱未完全静止就测量。
6.测量水柱高度仪器精度不足,实验者读数时未使液面对准直尺0刻度。
7.测量毛细管内半径时,读数和对显微镜调焦不准确,调焦后未使管壁清晰可见。
8.对于滴重法要求没有震动,但在实验过程中很难保证。
9.用游标尺测量毛细管外径时,读数不准。
二.思考题
1.如何调节读数显微镜?
答:①使显微镜镜筒位于标尺中部;
②用合适的光源照明被测物,调节照明方向,使视场明亮;
③调节目镜,使十字叉丝清晰;
④调节镜筒的工作距离(调焦),使像清晰并要消除视差。
2毛细管中水面为什么能上升?如果将毛细管插入盛有水银的器皿中,水银液面是否上升?
答:通过洗耳球对毛细管吹气,使毛细管中的空气排出,拿去洗耳球后,毛细管内压强
减少到小于大气压,水就被压上毛细管,又由于水的表面张力的存在,到一定高度水就下不来。
若是水银就不会上升,因为水银不润湿毛细管壁液面不升反降。
3.使用毛细管前为什么要用洗液灌洗?
答:毛细管结构精细,任何小杂质都有可能堵塞毛细管或依附在管壁上使管壁不光洁,从而使测量得到的数据不准确。