实验报告-液体表面张力系数的测定

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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

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。

测液体表面张力系数实验报告

测液体表面张力系数实验报告

测液体表面张力系数实验报告
x
测液体表面张力系数实验报告
一、实验目的
本次实验的目的是测量液体表面张力系数的变化。

二、实验原理
液体表面张力是液体表面的内表面能量耦合效应,是液体表面上分子之间的力的结果。

液体表面张力系数反应了表面化学热,即表面的内能,它以特定形式传递给表面上的任何物体,而这种传递的形式就是表面张力。

三、实验装置
采用表面活性度测定仪(表面张力计),可以快速准确的测量液体的表面张力系数,它把表面张力概括为液滴形状系数或液滴体积系数,因此可以考虑到液体的表面张力及其影响的因素,如化学热、温度、PH值等。

四、实验步骤
1. 在表面张力计中先将配套的标准液体事先稀释1000倍,然后将稀释后的标准液体加入到吸盘中,进行测量;
2. 把需要测试的液体事先稀释1000倍,然后将稀释后的样品液体加入到吸盘中,进行测量;
3. 对所有测试液体进行同样的测量;
4. 将实验数据输入到电脑中,计算出液体的表面张力系数。

五、实验结果
实验结果如下:
液体表面张力系数:
样品1:18.6 mN/m
样品2:19.2 mN/m
样品3:19.6 mN/m
六、实验结论
通过实验测试,可以得出结论:不同液体的表面张力系数不同,因此液体的表面张力系数必须注意控制和稳定。

(完整版)液体表面张力系数的测定实验报告.docx

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液体表面张力系数的测定一实验目的1学习用界面张力仪测微小力的原理和方法。

2深入了解液体表面张力的概念,并测定液体的表面张力系数二实验原理1液体表面张力由于液体分子之间存在作用力,使每个位于表面层内的分子都受到一个指向液体内部的力,这就使每个分子都有从液体表面进入液体内部的倾向,所以液体表面积有收缩的趋势,在没有外力的情况下,液滴总是呈球形,致使其表面积缩到最小,这种使液体表面收缩的力叫做液体的表面张力。

2液体表面张力系数的测量原理图 1如图 1,将一表面洁净的矩形金属薄片浸入水中,使其底边保持水平,然后将其轻轻提起,则其附近液面呈现如图示的形状,则0时,f方向趋向垂直向下。

在金属片脱离液体前,受力平衡条件为F f mg (1)而f 2 (l d ) (2)则F mg(3)2(l d )若用金属环替代金属片,则(3)式变为F mg( 4)( d1 d 2 )式中 d1, d2 为圆环的内外直径。

若用补偿法消除mg 的影响,即f F mg则( 4)式可写为f( 5)(d1d2 )即为液体表面张力系数。

三实验仪器液体界面张力仪、标准砝码、环形测件、玻璃杯、镊子、纯净水、小纸片四实验内容及步骤1仪器调整。

调整仪器水平,刻度盘归零。

2调零。

将小纸片放在金属环上,调整调零旋扭,通过放大镜观察,指针、指针的像及红线三线重合。

3绘制质量标准曲线分别在小纸片上放100mg、 300 mg 、 500 mg 、 700 mg、 1000 mg 的砝码,记下对应的刻度盘的示数。

以所加砝码的质量作为横坐标,刻度盘的示数作为纵坐标,绘制质量标准曲线。

4测量纯净水的表面张力系数调零。

用玻璃杯盛大约2/3 的水,放在样品座上,调节样品座的高度,使金属环刚好浸过水面。

左手调节样品座下面的螺丝,使样品座缓慢的下降,右手调节蜗轮旋扭。

两手调节的同时,眼睛观察三线始终重合,直到环把水膜拉破为止。

记下刻度盘示数M ’。

为了消除随机误差,共测五次。

液体表面张力系数测定实验报告-液体表面系数实验报告

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液体表面张力系数的测量【实验目的】1、 掌握用砝码对硅压阻式力敏传感器定标的方法,并计算该传感器的灵敏度2、 了解拉脱法测液体表面张力系数测定仪的结构、测量原理和使用方法,并用它测量纯水表面张力系数。

3、 观察拉脱法测量液体表面张力系数的物理过程和物理现象,并用物理学概念和定律进行分析研究,加深对物理规律的认识 4、 掌握读数显微镜的结构、原理及使用方法,学会用毛细管测定液体的表面张力系数。

5、 利用现有的仪器,综合应用物理知识,自行设计新的实验内容。

【实验原理】一、拉脱法测量液体的表面张力系数把金属片弯成如图 1(a )所示的圆环状,并将该圆环吊挂在灵敏的测力计上,如图 1(b )所示,然后把它浸到待测液体中。

当缓缓提起测力计(或降低盛液体的器皿)时,金属圆环就会拉出一层与液体相连的液膜,由于表面张力的作用,测力计的读数逐渐达到一个最大值 F (当超过此值时,液膜即破裂),则 F 应是金属圆环重力 mg 与液膜拉引金属圆环的表面张力之和。

由于液膜有两个表面,若每个表面的力为fL (L 为圆形液膜的周长),则有2F mg L (2)所以2FmgL(3)圆形液膜的周长L 与金属圆环的平均周长,L 相当,若圆环的内、外直径分别为1,2D D 。

则圆形液膜的周长L ≈L ’=(D 1+D 2)/2 (4)将(4)式代入(3)式得12F mgD D (5)硅压阻式力敏传感器由弹性梁和贴在梁上的传感器芯片组成,其中芯片由四个硅扩散电阻集成一个非平衡电桥。

当外界压力作用于金属梁时,在压力作用下,电桥失去平衡,此时将有电压信号输出,输出电压大小与所加外力成正比。

即U K F (6)式中,ΔF 为外力的大小;K 为硅压阻式力敏传感器的灵敏度,单位为 V/N ;ΔU 为传感器输出电压的大小。

二、毛细管升高法测液体的表面张力系数1一只两端开口的均匀细管(称为毛细管)插入液体,当液体与该管润湿且接触角小于90°时,液体会在管内上升一定高度。

液体表面张力系数测定实验报告

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液体表面张力系数测定实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过测定液体表面张力系数的实验,掌握测定液体表面张力系数的方法和技巧,了解液体表面张力系数与温度、液体种类等因素的关系,加深对液体表面张力的理解。

二、实验原理。

液体的表面张力是指在液体表面上的一层分子受到的合力,使得表面上的液体分子呈现出对内聚力的表现。

液体的表面张力系数可以用下式表示:γ = F / L。

其中,γ为液体的表面张力系数,F为液体表面张力的大小,L为液体表面的长度。

实验中,我们将通过测定液体表面张力系数的实验来求得液体的表面张力系数。

三、实验仪器与试剂。

1. 二号烧瓶。

2. 纯水。

3. 毛细管。

4. 电子天平。

5. 温度计。

6. 实验台。

四、实验步骤。

1. 将烧瓶内装满纯水,并在水面上插入毛细管。

2. 用电子天平测定毛细管上升的质量m。

3. 用温度计测定水的温度T。

4. 根据实验数据,计算出液体表面张力系数γ。

五、实验数据记录与处理。

实验数据如下:水的质量m = 0.05g。

水的温度T = 25℃。

根据实验数据,我们可以计算出水的表面张力系数γ如下:γ = (2 m g) / (π d h)。

其中,g为重力加速度,取9.8m/s²;d为毛细管的直径,取0.5mm;h为毛细管上升的高度。

经过计算,我们得到水的表面张力系数γ约为0.072N/m。

六、实验结果与分析。

通过实验测定,我们得到水的表面张力系数γ约为0.072N/m。

根据实验结果,我们可以得出结论,水的表面张力系数与温度成反比,温度越高,水的表面张力系数越小;水的表面张力系数与液体种类有关,不同液体的表面张力系数不同。

七、实验总结。

本次实验通过测定液体表面张力系数的实验,我们掌握了测定液体表面张力系数的方法和技巧,了解了液体表面张力系数与温度、液体种类等因素的关系。

通过实验,我们加深了对液体表面张力的理解,为今后的学习和科研工作打下了坚实的基础。

八、参考文献。

1. 《物理化学实验指导》,XXX,XXX出版社,200X年。

液体表面张力系数测定的实验报告

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25.3
电压平均 (mv)
10.4
25.4
(2) 水的表面张力测定
水温:23℃
挂环内径:3.31cm
2
3
41.1
56.3
40.5
55.9
40.8
56.1
挂环外径:3.50cm
g=9.749m/s2
4
5
71.8
87.0
71.2
86.9
71.5
87.0
测定次数
1
2
3
4
5
U1
69.4
69.2
68.8
68.6
第一,在实验前认真听老师讲解实验有关的知识、步骤、细节、注意事项等内容。 第二,课前认真预习了实验《液体表面张力系数测定》,对于实验的基本原理、实验的操作方法 以及实验 时所注意的细节都有了一定的了解,这样在做实验时就不会手足无措。现在也真正的理解了老师当时对我们所讲 的“预习对于做实验很重要”这句话。
假如在液体中浸入一块薄钢片,则钢片表面附近的液面将高于其它处的,如图 1 所示。
F
mg
Ft
Ft
图1
由于液面收缩而产生的沿切线方向的力 Ft 称之为表面张力,角φ称之为接触角。当缓缓拉出钢片时,接触角φ逐 渐的减小而趋于零,因此 Ft 方向垂直向下。在钢片脱离液体前诸力平衡的条件为
F = mg + Ft
68.5
U2
11.8
11.7
11.5
11.2
11.3
U1-U2=57.4 (mv)
(3)最小二乘法求灵敏度
传感器电压与受力关系曲线
应用最小二乘法程序直线拟合得: B=3.14
(4) 计算水的表面张力 表面张力

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(完整版)液体表面张力系数的测定实验报告.docx液体表面张力系数的测定一实验目的1学习用界面张力仪测微小力的原理和方法。

2深入了解液体表面张力的概念,并测定液体的表面张力系数二实验原理1液体表面张力由于液体分子之间存在作用力,使每个位于表面层内的分子都受到一个指向液体内部的力,这就使每个分子都有从液体表面进入液体内部的倾向,所以液体表面积有收缩的趋势,在没有外力的情况下,液滴总是呈球形,致使其表面积缩到最小,这种使液体表面收缩的力叫做液体的表面张力。

2液体表面张力系数的测量原理图 1如图1,将一表面洁净的矩形金属薄片浸入水中,使其底边保持水平,然后将其轻轻提起,则其附近液面呈现如图示的形状,则0时,f方向趋向垂直向下。

在金属片脱离液体前,受力平衡条件为F f mg (1)而f 2 (l d ) (2)则F mg(3)2(l d )若用金属环替代金属片,则(3)式变为F mg( 4)( d1 d 2 )式中 d1, d2 为圆环的内外直径。

若用补偿法消除mg 的影响,即f F mg则( 4)式可写为f( 5)(d1d2 )即为液体表面张力系数。

三实验仪器液体界面张力仪、标准砝码、环形测件、玻璃杯、镊子、纯净水、小纸片四实验内容及步骤1仪器调整。

调整仪器水平,刻度盘归零。

2调零。

将小纸片放在金属环上,调整调零旋扭,通过放大镜观察,指针、指针的像及红线三线重合。

3绘制质量标准曲线分别在小纸片上放100mg、 300 mg 、 500 mg 、 700 mg、1000 mg 的砝码,记下对应的刻度盘的示数。

以所加砝码的质量作为横坐标,刻度盘的示数作为纵坐标,绘制质量标准曲线。

4测量纯净水的表面张力系数调零。

用玻璃杯盛大约2/3 的水,放在样品座上,调节样品座的高度,使金属环刚好浸过水面。

左手调节样品座下面的螺丝,使样品座缓慢的下降,右手调节蜗轮旋扭。

两手调节的同时,眼睛观察三线始终重合,直到环把水膜拉破为止。

测量液体表面张力系数实验报告

测量液体表面张力系数实验报告

测量液体表面张力系数实验报告液体表面张力是液体分子之间的吸引力导致液体表面上发生的现象。

在液体表面,靠近空气的分子受到的吸引力是其他分子所没有的,因此它们会被吸引向液体内部,形成一层相对稳定的表面。

表面张力系数是量化液体表面张力大小的常数。

一、实验目的本实验的主要目的是通过测量液体表面张力来了解液体分子之间的相互作用和物理性质。

具体的实验目标有:1. 掌握测量液体表面张力的方法和技巧;2. 了解不同条件对液体表面张力的影响;3. 理解液体表面张力与液体分子性质的关系。

二、实验原理1. 测量液体表面张力的方法:本实验使用的是悬铂铁环法。

液体样品放置在一个玻璃片上,然后将铂铁环轻轻悬挂在液体表面上,通过调节悬挂的长度,使铂铁环在液体表面平衡,此时液体表面张力F为mg,其中m为铂铁环质量,g为重力加速度。

通过测量悬挂铂铁环的长度,可以计算出液体表面张力系数。

2. 影响液体表面张力的因素:液体表面张力受到温度、溶质浓度和杂质含量等因素的影响。

一般情况下,随着温度升高,液体表面张力降低;溶质浓度的增加会导致液体表面张力增加;杂质的存在也会降低液体表面张力。

三、实验步骤1. 准备工作:清洗实验仪器和玻璃片,确保其表面没有杂质。

2. 精密称量:使用天平和电子天平分别测量铂铁环的质量和液体样品的质量。

3. 处理液体样品:将液体样品倒入一个干净的容器中,并待其静止片刻,让其温度稳定。

4. 实验操作:将磁力搅拌器调至适当速度,加热样品并保持液体温度稳定。

然后将玻璃片浸入液体中,等待液体温度均匀。

5. 开始测量:取出玻璃片,用吹气球将其吹干,再将其置于铂铁环上。

然后通过调节铂铁环长度,在液体表面平衡,记录铂铁环长度。

6. 实验重复:根据实验需要,重复测量多组数据,确保结果的准确性。

7. 数据处理:根据实验原理的公式,计算液体表面张力系数。

如果有多组数据,则计算平均值。

四、实验注意事项1. 实验时应小心操作,避免液体样品溅出或对仪器造成损害。

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
检查设备
检查表面张力计是否完好无损,电极是否干净、无损坏,确保设备能够正常工作。
操作步骤:安装仪器、加液、测量
安装仪器
按照实验要求正确安装表面张力计,调整水平,确保 测量准确。
加液
使用滴管向测量筒中加入待测液体,注意控制液面高 度和加液速度,避免产生气泡和波动。
测量
启动表面张力计,按照设备操作说明进行测量,记录 测量数据。
数据筛选
去除了明显偏离正常范围的异常数据,确保数据可靠性。
平均值计算
对剩余的有效数据进行了平均值计算,以减小随机误差的影响。
结果展示:绘制图表、呈现结果,直观地展示了实验结果。
结果分析
通过观察图表,可以发现液体表面张力系数在一定范围 内波动,且整体趋势相对稳定。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
设备名称
01
表面张力计(常用的是最大泡法表面张力计或悬液滴法表面张
力计)
规格
02
不同型号的表面张力计有不同的测量范围和精度,需根据实验
需求选择合适的规格。
使用方法
03
使用前需对表面张力计进行校准,然后按照实验步骤进行操作,
注意保持实验环境的稳定和避免外界干扰。
注意事项与安全防护措施
注意事项
实验过程中需保持仪器清洁干燥,避免油污 和杂质对实验结果的影响;同时要注意控制 实验温度,避免温度变化对实验结果的影响 。
02 实验原理及设备介绍
表面张力产生原因及影响因素
产生原因
液体表面分子间距离大于液体内部分子 间距离,表面分子间存在相互吸引力, 使得液体表面有收缩到最小的趋势,这 种力称为表面张力。
VS
影响因素
表面张力大小与液体种类、温度、压力和 液体中溶质的种类及浓度等因素有关。

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

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。

液体表面张力系数的测定实验报告

液体表面张力系数的测定实验报告

液体表面张力系数的测定实验报告液体表面张力系数的测定实验报告引言:液体表面张力是液体分子间相互作用力在液体表面上的表现,是液体分子间结合力的一种表现形式。

表面张力的大小与液体的性质、温度、压力等因素有关,因此测定液体表面张力系数对于研究液体性质和应用具有重要意义。

本实验通过测定不同液体的表面张力系数,探究液体性质的差异和影响因素。

实验目的:1. 了解液体表面张力的概念和测定方法。

2. 测定不同液体的表面张力系数,比较液体性质的差异。

3. 探究温度对液体表面张力的影响。

实验原理:实验中采用的测定液体表面张力系数的方法是测量液滴的形状,根据杨氏方程计算表面张力系数。

液滴在平衡状态下,液滴的表面张力与重力平衡,液滴的形状与表面张力系数有关。

实验步骤:1. 准备实验器材:玻璃板、毛细管、滴液瓶、温度计等。

2. 将玻璃板清洗干净,用酒精擦拭表面,以确保无杂质。

3. 用滴液瓶将待测液体滴在玻璃板上,注意滴液的大小和均匀性。

4. 用毛细管将待测液体滴在玻璃板上的液滴吸走,注意保持液滴形状稳定。

5. 用显微镜观察液滴的形状,并测量液滴的直径。

6. 测量环境温度,并记录数据。

7. 重复以上步骤,测量不同液体的表面张力系数。

实验结果与分析:通过实验测量得到不同液体的表面张力系数数据,并进行比较分析。

发现不同液体的表面张力系数存在差异,这与液体的性质有关。

例如,水的表面张力系数较大,而酒精的表面张力系数较小。

这可能是由于水分子之间的氢键作用较强,而酒精分子之间的相互作用力较弱所致。

此外,实验还发现温度对液体表面张力的影响较大。

随着温度的升高,液体分子的热运动增强,分子间相互作用力减弱,导致表面张力系数减小。

这与热力学原理中分子热运动与分子间距离的关系相符。

实验结论:1. 不同液体的表面张力系数存在差异,这与液体的性质有关。

2. 温度升高会导致液体表面张力系数减小。

实验误差与改进:1. 实验中可能存在测量液滴直径的误差,可以使用更精确的测量仪器进行测量。

测液体表面张力系数实验报告

测液体表面张力系数实验报告

测液体表面张力系数实验报告
1.实验内容
本实验旨在测定液体表面张力系数(CST),通过应用DuNoRiTz-Weber系统技术,根据凝胶原理计算表面张力系数,并评估实验中所采用的不同液体对表面张力系数的影响。

2.实验原理
表面张力是一种描述液体表面特征的量,它表示两种介质(气体与液体)在表面上吸引力的大小。

它由层与层之间的力组成,受到凝胶原理和液体分子的性质等多种因素的影响。

因此,表面张力的测量是对液体表面特性的客观评价的重要手段。

DuNoRiTz-Weber系统是一种用于测量表面张力系数的装置,采用改进的“锥形空心圆柱”(Capillary Cylinder)技术,利用弹力理论,将球形接触角的测量结果,转换为表面张力系数(CST)的结果,测量表面张力主要依靠的是气液界面的张力梯度,即表面张力的变化率。

CST可以用来评估液体的表面特征,如分子结构、气体和液体的相互作用能力等。

3.实验仪器
DuNoRiTz-Weber系统,液体样品(清水、乙醇、醋酸和氢氧化钠),计算机,滴定管等。

4.实验步骤
(1)准备DuNoRiTz-Weber系统:把液体样品放入滴定管中,将滴定管放入系统内,并用塑料密封好。

(2)连接计算机:将电脑与DuNoRiTz-Weber系统连接,运行软件,准备测量。

(3)测量:在软件上,设置参数,使系统进行测量,测量过程中注意检查系统状态,并及时用棉签清除油污或水滴,以确保测量精度。

(4)数据记录:测量完毕后,根据测量结果记录下每种液体的表面张力系数(CST),以及批次号等信息。

液体表面张力系数的测定实验报告

液体表面张力系数的测定实验报告

液体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、学习使用焦利秤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具有一种收缩的趋势,犹如紧张的弹性薄膜。

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,在$F$ 的作用下,线段两侧液面都将沿液面方向产生一个拉力$F$ ,则表面张力$σ$ 的大小与线段长$L$ 成正比,即:$σ =\frac{F}{L}$若将一金属框(金属丝)浸入液体中,然后缓慢拉出液面,此时在金属框(金属丝)下面将带出一层液膜。

当金属框(金属丝)刚好脱离液面时,所需要的向上的拉力$F$ 等于液膜的重力$mg$ 与表面张力的合力。

若忽略金属框(金属丝)的重力和浮力,且液膜很薄,则有:$F = mg +2σL$式中,$m$ 为所拉出液膜的质量,$g$ 为重力加速度。

设金属框(金属丝)的长度为$L$ ,宽度为$d$ ,所拉出液膜的高度为$h$ ,液体的密度为$ρ$ ,则液膜的质量为:$m =ρLdh$将上式代入$F = mg +2σL$ 中,可得:$σ =\frac{F mg}{2L} =\frac{F ρLdgh}{2L}$若已知金属框(金属丝)的长度$L$ 、宽度$d$ 、液体的密度$ρ$ 和重力加速度$g$ ,只要测出拉力$F$ 和液膜高度$h$ ,即可求出液体的表面张力系数$σ$ 。

三、实验仪器焦利秤、砝码、游标卡尺、镊子、玻璃杯、纯净水、温度计等。

四、实验步骤1、安装和调节焦利秤(1)将焦利秤挂在铁架台上,调节底座的水平螺丝,使立柱垂直。

(2)在秤框内挂上砝码盘,旋转调节旋钮,使秤框上的指针与平面镜中的像重合,此时焦利秤达到平衡。

(3)测量砝码盘的质量$m_0$ 。

2、测量金属丝的长度$L$ 和宽度$d$用游标卡尺测量金属丝的长度和宽度,分别测量多次,取平均值。

物理实验报告--液体表面张力系数的测定

物理实验报告--液体表面张力系数的测定

王皓平6100411063 电III112班S07716 00 五一26T023实验名称:液体表面张力系数的测定一、引言:液体表面是具有厚度为分子有效半径(约10-9m)的液体薄层:根据分子运动论,液体表而层内的液体分子与液体内部分子比较,缺少一半能对其起吸收作用的液体分子.因而受到一个指向液体内部的力,这样,液体表面在宏观上就好像一张绷紧的橡皮膜.存在沿着表面并使表面趋于收缩的应力.这种力称为表面张力。

用表面张力系数α来描述。

因此.对液体表面张力系数的测定,可为分析液体表面的分子分布及结构提供帮助.二、实验目的:1.了解水的表面性质.用拉脱法测定室温下水的表面张力系数。

2.学会使用焦利氏秤测量微小力的原理和方法。

3.掌握测量弹簧倔强系数的方法。

三、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自然收缩.犹如紧张的弹性薄膜。

由于液面收缩而产生的沿着切线方向的力称为表面张力。

设想在液面上作长为L的线段,线段两侧液面便有张力f相互作用,其方向与L垂直,大小与线段长度L成正比。

即有:f=αLα称为液体表面张力系数,单位:N/m。

将一表面洁净的长为L、宽为d的矩形金属片(或金属丝)竖直浸入水中,然后慢慢提起一张水膜,当金属片将要脱离液面,即拉起的水膜刚好要破裂时,则有F=mg+f。

其中,F为拉出时所用的力,mg为金属片和带起的水膜的总质量,f为表面张力。

实验中利用金属圆环,则:α=F−mgπ(d1+d2)四、实验仪器:焦利秤、砝码、烧杯、温度计、镊子、蒸馏水、游标卡尺等。

五、实验内容:1.安装好仪器,挂好弹簧.调节底板的三个水平调节螺丝,使焦利秤立柱竖直。

在主尺顶部挂入吊钩再安装弹簧和配重圆柱体.使小指针被夹在两个配重圆柱中间,配重圆柱体下端通过吊钩钩住砝码托盘。

调整小游标的高度使小游标左侧的基准线大致对准指针,锁紧固定小游标的锁紧螺钉.然后调节微调螺丝使指针与镜子框边的刻线重合.当镜子边框上刻线、指针和指针的像重合时(即称为“三线对齐”),读出游标0线对应刻度的数值L0.王皓平6100411063 电III112班S07716 00 五一26T0232.测母弹簧的倔强系数K:依次增加1.0g砝码.即将质量为1.0g,2.0g.3.0g,…,9.0g的砝码加在下盘内。

实验报告-液体表面张力系数的测定

实验报告-液体表面张力系数的测定

实验报告-液体表面张力系数的测定实验3-3 液体表面张力系数的测定一、实验目的:测量室温下水的表面张力系数。

二、实验原理:液体表面张力的存在,液体表面具有收缩的趋势,在液体表面上作一条曲线,则曲线受两侧平衡的、并与液体表面相切的表面张力的作用。

在线性近似下,表面张力的大小与曲线的长度成正比,表面张力的大小与曲线长度的比值即为液体的表面张力系数。

根据这一规律,可以用液体表面张力系数测定液体的表面张力。

在实验中用一个金属圆环固定在传感器中,该环浸没于液体中,把圆环慢慢拉起,金属圆环会受到液体表面膜的拉力作用。

表面膜拉力的大小为f=α?l=α(2πr2πr)=π(DD)α 1+21+2在页面拉脱的瞬间,膜的拉力小时。

拉力差为f=π(D+D)α (1) 12并以数字式电压表输出显示为f=(U-U)/B (2) 12由(1)、(2),我们可以得到水的表面张力系数为α=(U-U)/[Bπ(DD)] 121+2因此,只要测量出(U-U),B,D和D,就能得到液体的表面张力系数α 1212三、实验器材:液体表面张力系数测定仪、垂直调解台、硅压阻力敏传感器、铝合金吊环、吊盘、砝码、玻璃皿、镊子和游标卡尺。

四、实验步骤:(1)力敏传感器的定标(表3-3-1)0.500 0.100 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 物体质量m/g输出电压U/mV(2)测量金属圆环的外径D和内径D。

12(3)记录吊环即将拉断液柱前一瞬间数字电压表的读数值U和拉断时瞬间数字电压表的1读数U。

并用温度计测出水的温度。

利用所测数据计算出α(表3-3-2)。

2 表3-2-2 水的表面张力系数测量-3-3D/mm D/mm U/mV U/mV f/10N 测量次数?U/mV α/(10N/m) 12121 2 3 4 5 6 水的温度:_____?(4)求出在此温度下的水的表面张力系数,查询资料获得水的表面张力系数的标准值,与实验值测得值相比较,对测量结果进行误差分析。

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

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。

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) 掌握力敏传感器的原理和方法(2) 了解液体表面的性质,测定液体表面张力系数。

二【实验内容】用力敏传感器测量液体表面的张力系数三【实验原理】液体具有尽量缩小其表面的趋势,好像液体表面是一张拉紧了的橡皮膜一样。

这种沿着表面的、收缩液面的力称之为表面张力。

测量表面张力系数的常用方法:拉脱法、毛细管升高法和液滴测重法等。

此试验中采用了拉脱法。

拉脱法是直接测定法,通常采用物体的弹性形变(伸长或扭转)来量度力的大小。

液体表面层内的分子所处的环境跟液体内部的分子不同。

液体内部的每一个分子四周都被同类的其他分子所包围,他所受到的周围分子合力为零。

由于液体上方的气象层的分子很少,表层内每一个分子受到的向上的引力比向下的引力小,合力不为零。

这个力垂直于液面并指向液体内部。

所以分子有从液面挤入液体内部的倾向,并使得液体表面自然收缩,直到处于动态平衡。

假如在液体中浸入一块薄钢片,则钢片表面附近的液面将高于其它处的,如图1所示。

由于液面收缩而产生的沿切线方向的力Ft 称之为表面张力,角φ称之为接触角。

当缓缓拉出钢片时,接触角φ逐渐的减小而趋于零,因此Ft 方向垂直向下。

在钢片脱离液体前诸力平衡的条件为F = mg + F t (1)其中F 是将薄钢片拉出液面的时所施加的外力,mg 为薄钢片和它所沾附的液体的总重量。

表面张力Ft 与接触面的周长2(l+d)成正比,故有Ft = 2σ(l+d),式中比例系数σ称之为表面张力系数,数值上等于作用在液体表面单位长度上的力。

将Ft 代入式(1)中得(2)当用环形丝代替薄钢片做此实验时,设环的内外直径为D1、D2,当它从液面拉脱瞬间传感器受到的拉力差 f = F –mg =π(D1+D2)σ,此时(3)只要测出力f 和环的内外直径,将它们代入式(3),即可算出液体的表面张力系数σ。

式中各量的单位统一为国际单位。

四【实验仪器】F tF t Fmg图1(1)FD—NST—B 液体表面张力系数测定仪。

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

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。

实验报告-液体表面张力系数的测量

实验报告-液体表面张力系数的测量

1.实验名称液体表面张力系数的测量2.实验目的(1)用砝码对硅压阻力敏传感器进行定标,计算该传感器的灵敏度,学习传感器的定标方法.(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)测量纯水和其它液体的表面张力系数。

(4)测量液体的浓度与表面张力系数的关系(如酒精不同浓度时的表面张力系数)3.实验原理:主要原理公式及简要说明、原理图(1)液体表面张力f表面张力f是存在于液体表面上任何一条分界线两侧间的液体的相互作用拉力,其方向沿液体表面,且恒与分界线垂直,大小与分界线的长度成正比,即(1)式中称为液体的表面张力系数,单位为NM-1.实验证明,表面张力系数的大小与液体的温度、纯度、种类和它上方的气体成分有关。

温度越高,液体中所含杂质越多,则表面张力系数越小。

(2) 液膜拉破前瞬间受力分析将内径为D1,外径为D2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mg与水柱拉引金属环的表面张力f之和,如图1所示.即图1液膜拉破前瞬间受力分析图(2)由于水柱有两个液面,且两液面的直径与金属环的内外径相同,则有(3)表面张力系数的值一般很小,测量微小力必须用特殊的仪器.本实验用FD—NST-I型液体表面张力系数测定仪用到的测力计是硅压阻力敏传感器,该传感器由弹性梁和贴在梁上传感器芯片组成,其中芯片由四个硅扩散电阻集成一个非平衡电桥。

当外界压力作用与金属梁时,在压力作用下,电桥失去平衡,此时将有电压信号输出,输出电压U大小与所加外力F成正比,即(4)式中K表示力敏传感器的灵敏度,单位V/N。

(3) 液体表面张力系数吊环拉断液柱的前一瞬间,吊环受到的拉力为;拉断时瞬间,吊环受到的拉力为。

若吊环拉断液柱的前一瞬间数字电压表的读数值为U1,拉断时瞬间数字电压表的读数值为U2,则有(5)故表面张力系数为(6)4.实验内容1。

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实验3-3 液体表面张力系数的测定
一、实验目的:
测量室温下水的表面张力系数。

二、实验原理:
液体表面张力的存在,液体表面具有收缩的趋势,在液体表面上作一条曲线,则曲线受两侧平衡的、并与液体表面相切的表面张力的作用。

在线性近似下,表面张力的大小与曲线的长度成正比,表面张力的大小与曲线长度的比值即为液体的表面张力系数。

根据这一规律,可以用液体表面张力系数测定液体的表面张力。

在实验中用一个金属圆环固定在传感器中,该环浸没于液体中,把圆环慢慢拉起,金属圆环会受到液体表面膜的拉力作用。

表面膜拉力的大小为
f=α△l=α(2πr1+2πr2)=π(D1+D2)α
在页面拉脱的瞬间,膜的拉力小时。

拉力差为
f=π(D1+D2)α(1)并以数字式电压表输出显示为
f=(U1-U2)/B (2)由(1)、(2),我们可以得到水的表面张力系数为
α=(U1-U2)/[Bπ(D1+D2)]
因此,只要测量出(U1-U2),B,D1和D2,就能得到液体的表面张力系数α
三、实验器材:
液体表面张力系数测定仪、垂直调解台、硅压阻力敏传感器、铝合金吊环、吊盘、砝码、玻璃皿、镊子和游标卡尺。

四、实验步骤:
(1)力敏传感器的定标(表3-3-1)
(2)测量金属圆环的外径D1和内径D2。

(3)记录吊环即将拉断液柱前一瞬间数字电压表的读数值U1和拉断时瞬间数字电压表的读数U2。

并用温度计测出水的温度。

利用所测数据计算出α(表3-3-2)。

表3-2-2 水的表面张力系数测量
水的温度:_____℃
(4)求出在此温度下的水的表面张力系数,查询资料获得水的表面张力系数的标准值,与实验值测得值相比较,对测量结果进行误差分析。

五、数据记录
将所得实验数据填入《表3-3-1 力敏传感器定标》和《表3-3-2 水的表面张力系数测量》中。

表3-3-1 力敏传感器的定标。

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