DH4607液体表面张力系数测定仪

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液体表面张力系数测定仪(思考题)

液体表面张力系数测定仪(思考题)

液体表面张力系数测定仪
【思考题】
1.实验前,为什么要清洁吊环?
表面张力与水的纯净度有关。

一般而言,水越纯净,就越接近其真实的表面张力.若有油污和杂质符在吊环上面,而油污和杂质对生成的薄膜都造成一定影响, 试验中拉断液柱的高度也会改变,从而影响实验结果,所以要清洁吊环。

2.为什么吊环拉起的水柱的表面张力为f=(D1+D2)?
3.当吊环下沿部分均浸入液体中后,旋转大螺帽使得液面往下降,数字电压表的示数如何变化?
4。

表2的△U包含了被圆环所提起的液体重量对力敏传感器作用力所产生的电压输出部分,如果不考虑所提起的液体重量影响,该如何做呢?
5、液体表面张力系数的测定时为什么要预热
该仪器使用精密电子元件[电磁传感器,A/D转换电路,精密电阻和电容]制作,电路中的电子元件都有一个关键的技术参数[温度系数]就是元件通电工作时会随着时间的延长而产生温度变化,温度的变化所产生的技术参数变化的误差越小越好。

电子元件在通电工作一段时间后,它的各项参数就基本可以稳定了,这时进行电子测量是最精确的。

所以,精密的电子测量仪器都需要通电预热时间的。

6、液体表面张力系数的测定实验中,铝合金吊环有一定高度,为什么测液体表面张力时吊环浸入液体不宜太深
测表面张力时吊环是靠张力漂浮在液体上的。

如果浸没太深,会产生一部分浮力,使误差较大。

DH4607 液体表面张力测定仪使用说明书

DH4607 液体表面张力测定仪使用说明书
4
测量液体的表面张力,测量方法直观,概念清楚.用拉脱法测量液体表面张力,对测量力 的仪器要求较高,由于用拉脱法测量液体表面的张力约在 1×10-3~1×10-2 N 之间,因此 需要有一种量程范围较小,灵敏度高,且稳定性好的测量力的仪器.近年来,新发展的硅 压阻式力敏传感器张力测定仪正好能满足测量液体表面张力的需要,它比传统的焦利秤、 扭秤等灵敏度高,稳定性好,且可数字信号显示,利于计算机实时测量,为了能对各类液 体的表面张力系数的不同有深刻的理解,在对水进行测量以后,再对不同浓度的酒精溶液 进行测量,这样可以明显观察到表面张力系数随液体浓度的变化而变化的现象,从而对这 个概念加深理解。
五、使用步骤
1、开机预热。 2、清洗玻璃器皿和吊环。 3、在玻璃器皿内放入被测液体并安放在升降台上。(玻璃盛器底部可用双面胶与升降 台面贴紧固定) 4、将砝码盘挂在力敏传感器的钩上。 5、若整机已预热15分钟以上,可对力敏传感器定标,在加砝码前应首先对仪器调零, 安放砝码时应尽量轻,并在它晃动停止之后,方可读数。 6、换吊环前应先测定吊环的内外直径,然后挂上吊环,在测定液体表面张力系数过 程中,可观察到液体产生的浮力与张力的情况与现象,以顺时针转动升降台大螺帽时液体 液面上升,当环下沿部分均浸入液体中时,改为逆时针转动该螺帽,这时液面往下降(或 者说相对吊环往上提拉),观察环浸入液体中及从液体中拉起时的物理过程和现象。特别 应注意吊环即将拉断液柱前一瞬间数字电压表读数值为U1,拉断时瞬间数字电压表读数为 U2。记下这两个数值。
15.62
73.06
5
65.2
18.6
46.6
15.62
73.06
6
25.6
-20.5
46.1
15.45

表面张力测量仪使用方法说明书

表面张力测量仪使用方法说明书

表面张力测量仪使用方法说明书一、引言表面张力测量仪是一种用于测量液体表面张力的仪器,广泛应用于化学、物理、材料等领域。

本说明书将详细介绍表面张力测量仪的使用方法,帮助用户正确操作并获取准确的测量结果。

二、仪器概述表面张力测量仪主要由以下几个部分组成:1. 仪器主体:包括测量系统、显示屏和控制面板。

2. 试验池:用于容纳待测液体的容器。

3. 传感器:通过传感器与液体接触,测量液体表面张力。

三、准备工作在进行表面张力测量之前,需要进行以下准备工作:1. 将待测液体倒入试验池中,确保液体接触面平整且无波动。

2. 接通表面张力测量仪的电源,并确保仪器处于稳定工作状态。

3. 清洁传感器,确保传感器表面干净无污染。

四、测量步骤1. 调节测量参数:根据待测液体的特性,调节仪器上的测量参数。

例如,可以选择测量速度、测量时间等参数。

2. 将传感器浸入待测液体中,确保传感器与液体接触面积最大。

3. 启动测量程序:在仪器控制面板上选择相应的测量程序,启动测量过程。

4. 观察测量结果:测量过程中,仪器会实时显示测量结果。

观察显示屏上的数值变化,并等待测量过程完成。

5. 记录测量结果:测量完成后,记录测量结果,并进行必要的数据处理和分析。

五、注意事项在使用表面张力测量仪时,需要注意以下几点:1. 保持环境整洁:避免灰尘、杂质等因素对测量结果的干扰。

2. 选择合适的试验液:根据需要进行测量的液体性质选择合适的试验液,确保测得的结果准确可靠。

3. 避免传感器损坏:在使用过程中,避免将传感器碰撞或过度弯曲,以免造成损坏或影响测量准确性。

4. 清洁传感器:每次使用后,务必及时清洁传感器,以保持其表面的干净无污染。

5. 注意安全:在操作过程中,注意安全,避免发生意外事故。

六、维护与保养为确保表面张力测量仪的正常运行和延长仪器的使用寿命,需要进行定期的维护与保养:1. 定期清洁:定期清洁仪器及配件,保持其干净整洁。

2. 保证电源供应稳固:避免电源供应不稳定导致仪器故障。

液体表面张力系数测定实验报告-液体表面系数实验报告

液体表面张力系数测定实验报告-液体表面系数实验报告

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。

实验九-液体表面张力系数的测定

实验九-液体表面张力系数的测定

实验九液体表面张力系数的测定液体的表面张力是表征液体性质的一个重要参数.测量液体的表面张力系数有多种方法,拉脱法是测量液体表面张力系数常用的方法之一.该方法的特点是,用秤量仪器直接测量液体的表面张力,测量方法直观,概念清楚.用拉脱法测量液体表面张力,对测量力的仪器要求较高,由于用拉脱法测量液体表面的张力约在1×10-3~1×10-2 N之间,因此需要有一种量程范围较小,灵敏度高,且稳定性好的测量力的仪器.近年来,新发展的硅压阻式力敏传感器张力测定仪正好能满足测量液体表面张力的需要,它比传统的焦利秤、扭秤等灵敏度高,稳定性好,且可数字信号显示,利于计算机实时测量,为了能对各类液体的表面张力系数的不同有深刻的理解,在对水进行测量以后,再对不同浓度的酒精溶液进行测量,这样可以明显观察到表面张力系数随液体浓度的变化而变化的现象,从而对这个概念加深理解。

实验目的1.用拉脱法测量室温下液体的表面张力系数2.学习力敏传感器的定标方法实验仪器DH607液体表面张力系数的测定仪,吊环,砝码盘,砝码,镊子,玻璃器皿实验原理测量一个已知周长的金属片从待测液体表面脱离时需要的力,求得该液体表面张力系数的实验方法称为拉脱法.若金属片为环状吊片时,考虑一级近似,可以认为脱离力为表面张力系数乘上脱离表面的周长,即(1)式中,为脱离力,D1,D2分别为圆环的外径和内径,为液体的表面张力系数.测量金属片从待测液体表面脱离时需要的力,对金属环进行受力分析,液膜拉断之前金属环的受力表达式为:式中:F为向上的拉力, mg为金属环的重力,为液体的表面张力,为与竖直方向的夹角。

液膜拉断瞬间,,。

液膜拉断后有, 则(2)F可由硅压阻式力敏传感器测出,是此实验的关键。

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,所加外力与输出电压大小成正此,即U= K F (3)式中,F为外力的大小,K为硅压阻式力敏传感器的灵敏度,U为传感器输出电压的大小。

简谐振动与弹簧劲度系数实验

简谐振动与弹簧劲度系数实验

简谐振动与弹簧劲度系数实验简谐振动与弹簧劲度系数实验⼀. 实验⽬的1. ⽤伸长法测量弹簧劲度系数,验证胡克定律。

2. 测量弹簧作简谐振动的周期,求得弹簧的劲度系数。

3. 研究弹簧振⼦作谐振动时周期与振⼦的质量、弹簧劲度系数的关系。

4. 了解并掌握集成霍尔开关传感器在测量周期或转速中的应⽤,掌握其使⽤⽅法。

5. 测定液体表⾯张⼒系数(选做,需额外配置部分仪器)。

6. 测定本地区的重⼒加速度(选做)。

⼆. 实验原理1.弹簧在外⼒作⽤下会产⽣形变。

由胡克定律可知:在弹性变形范围内内,外⼒F 和弹簧的形变量y ?成正⽐,即y K F ?= (1)式中,K 为弹簧的劲度系数,它与弹簧的形状、材料有关。

通过测量F 和相应的y ?,就可推算出弹簧的劲度系数K 。

2.将弹簧的⼀端固定在⽀架上,把质量为M 的物体垂直悬挂于弹簧的⾃由端,构成⼀个弹簧振⼦。

若物体在外⼒作⽤下离开平衡位置少许,然后释放,则物体就在平衡点附近做简谐振动,其周期为:KpM M T 02+=π(2)式中p 是待定系数,它的值近似为1/3;0M 是弹簧⾃⾝的质量,0pM 称为弹簧的有效质量。

通过测量弹簧振⼦的振动周期T ,就可由(2)式计算出弹簧的劲度系数K 。

3. 霍尔开关(磁敏开关)图1 霍尔开关脚位分布图图2 AH20参考应⽤电路集成开关型霍⽿传感器简称霍⽿开关,是⼀种⾼灵敏度磁敏开关。

其脚位分布如图1所⽰,实际应⽤参考电路如图2所⽰。

在图2所⽰的电路中,当垂直于该传感器的磁感应强度⼤于某值时,该传感器处于“导通”状态,这时在OUT脚和GND脚之间输出电压极⼩,近似为零;当磁感强度⼩于某值时,输出电压等于VCC到GND之间所加的电源电压。

利⽤集成霍⽿开关这个特性,可以将传感器输出信号接⼊周期测定仪,测量物体转动的周期或物体移动所需时间。

三.实验仪器1、如图3所⽰,实验仪器包括新型焦利秤、多功能计时器、弹簧、霍尔开关传感器、磁钢、砝码和砝码盘等。

试验三液体表面张力系数的测量为什么少量水银在干净的玻璃板上会

试验三液体表面张力系数的测量为什么少量水银在干净的玻璃板上会

实验三 液体表面张力系数的测量为什么少量水银在干净的玻璃板上会收缩成球冠状,而水却会扩展开来?为什么朝霞里青草上会洒满晶莹的露珠?其原因在于液体和固体界面附近分子的相互作用。

表面张力描述了液体表层附近分子力的宏观表现,在船舶制造、水利学、化学化工、凝聚态物理中都能找到它的应用。

测定液体表面张力系数的方法有:拉脱法、毛细管法、最大气泡压力法等。

本实验分别用毛细管法和拉脱法两种方法测量水的表面张力系数。

Ⅰ. 毛细管法测量水的表面张力系数(内容略)Ⅱ. 拉脱法测量水的表面张力系数【实验目的】1.掌握拉脱法测定水的表面张力系数的原理与方法。

2.了解DH4607型液体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。

【实验仪器】DH4607型液体表面张力系数测定仪(含数字电压表),压阻式力敏传感器,玻璃皿,吊环,吊盘,砝码,镊子。

【实验原理】测量一个已知周长的金属圆环或金属片从待测液体表面脱离时所需要的力,以求得该液体表面张力系数的方法称为拉脱法。

如图3-3-5所示,将一洁净的金属吊环浸入待测液体中,保持金属吊环高度不变,通过缓慢地使液面下降,金属吊环逐渐暴露出液面,从而在金属吊环和液面间形成液体薄膜,产生沿着液面切线方向向下的表面张力,角ϕ称为湿润角(或接触角)。

当液面继续缓慢下降时,ϕ逐渐变小而接近于零。

在液膜将要断裂的瞬间,这时吊环产生的内、外两个液膜表面的张力1f 、2f 均垂直向下,设此时吊环向上的拉力为1F ,则有2101)(f f g m m F +++= (3-3-6)式中m 为金属吊环的质量,0m 为黏附在金属吊环上的液体质量。

因为表面张力的大小与接触面周边界长度成正比,则有απ)(2121D D f f +=+ (3-3-7)式(3-3-7)中,α为表面张力系数。

1D 和2D 为吊环的内直径和外直径。

当吊环脱离液面后拉力为g m m F )(02+= (3-3-8)将式(3-3-7)、式(3-3-8)代入式(3-3-6),得到液体的表面张力系数)(2121D D F F +-=πα (3-3-9)在实验中通过压阻式力敏传感器将测量拉力F 转换为测量电压U 。

液体表面张力系数仪原理

液体表面张力系数仪原理

液体表面张力系数仪原理
液体表面张力系数仪原理
液体表面张力是指液体分子表面的引力,也是液体分子间作用力的一
种表现形式。

它的大小决定了液面上的液滴形态和液体流动时的表现,与浸润性、润湿性、粘附性等现象密切相关。

为了研究液体表面张力
系数的大小及其影响,科学家们发明了液体表面张力系数仪。

液体表面张力系数仪是利用平衡法测量液体表面张力的一种仪器。


采用的是Jager、Dennes或Stalhoffer等人发明的平衡附加法,其主要原理是利用液体表面张力和重力之间的平衡关系,通过调节与水平
面接触的悬挂板的高度,达到平衡状态来测量液体表面张力系数。


测定精度可达到0.01 dyne/cm,适用于各种类型的液体,包括有机溶剂、水、油等。

液体表面张力系数仪主要由支撑架、级差轮、划线仪、悬挂板、滴管
等部分组成。

首先,将待测液体滴在悬挂板上,然后将一个由细丝支
撑的金属针放在悬挂板上,并通过滴管定量加入液体,直到针头和液
面对齐,然后关闭滴管,待液体表面张力和重力达到平衡状态后,将
悬挂板的高度记录下来,再将针头与悬挂板分离,并记录下悬挂板的
净重。

根据平衡的条件可以得到液体表面张力的数值。

总的来说,液体表面张力系数仪的工作原理比较简单明了。

它通过测
量液滴的重量和悬挂板高度的变化来计算液体表面张力系数。

与传统
的测量方法相比,它具有测量精度高、操作简便、适用范围广等优点,因此被广泛应用于科研、生产等领域。

大学物理实验表面张力系数测定

大学物理实验表面张力系数测定
3、整理仪器;
数据记录
数据处理1
图1 力敏传感器的定标
数据处理2
思考题
实验前为什么要对力敏传感器定标?
参考值
液体表面张力系数:
拉脱法测量液体表面张力系数:
3、力敏传感器测量拉力的原理:
4、表面张力的测量与公式推导:
4、表面张力的测量与公式推导:
4、表面张力的测量与公式推导:
接通电源,将仪器预热15分钟 挂物体
零(注意:调零后此旋钮不能再动);
03 在 砝 码 盘 中 分 别 加 入 等 质 量 m i ( 每 个 砝 码 0 . 0 0 0 5 k g ) 的砝码,记录对应质量下的电压表读书 拟 合 , 求 出 传 感 器 灵 敏 度 K ;
实验步骤2
2、测量液体表面张力系数: (1)将金属环吊片挂在传感器的小钩上,调节升降台将液体
电源 在后面
在传感器横梁端头小钩上挂上砝码盘,调节调零旋钮,使数字电压表显示为零 调零 0
在砝码盘中分别加上等质量的砝码,记录数字电压表的读数值
调平
将金属状吊片挂在传感器的 小钩上,观察环状吊片下沿 与待测液面是否平行
调节玻璃器皿下的升
降台,使其渐渐上升,
将环片的下沿部分全部 浸泡于待测液体
待测液体
升降调节螺母
反向调节升降台,使液面逐渐下降,
金属环片和液面间形成一环状液膜
○ 拉液膜记数据
继续下降液面,测量出环状液膜拉断前 和拉断后一瞬间数字电压表读数值
推导:
实验器材
DH4607型液体表面张力系数测定仪; 0005kg砝码(7个); 砝码盘; 玻璃皿;
力敏传感器; 镊子; 圆形吊环;
实验装置
实验步骤1
力敏传感器的定标:

液体表面张力系数测定讲义

液体表面张力系数测定讲义

液体表面张力系数测定编者:黄彦【实验目的】(1)了解力敏传感器的原理和掌握其标定方法(2)了解液体表面的性质,用拉脱法测定液体表面张力系数。

【实验仪器】DH4607型液体表面张力系数测定仪,其它配置为:硅压阻力敏传感器1只,测试玻璃皿1只,配件盒(吊环1只,外径3.5cm,内径3.3cm,高0.8cm;砝码盘1只,0.5g砝码7只,镊子1个,水准泡1个),纯净水,NaOH溶液。

图1液体表面张力系数测定仪1.力敏传感器;2.吊环;3.玻璃器皿;4.升降螺丝;5.调节螺丝;6.底座;7.固定螺丝;8.数字电压表;9.调零旋钮【实验原理】1. 液体的表面张力液体与空气接触形成表面层,其厚度的数量级与分子力作用球半径的数量级相同。

由于表面层内液体分子受力情况不同于液体内部,使得液体表面具有一种不同于液体内部的特殊性质。

即液体内部相邻液体间的相互作用表现为压力,而液体表面相邻液面间的相互作用则表现为张力。

由于这种力的存在,引起弯曲液面内外出现压强差,以及常见的毛细现象等。

许多现象表明,液体表面有自动收缩的趋势。

这一事实可以通过以下实验进行观察和分析。

取一个钢丝制成的矩形框架如图2(a),矩形的一边AB 可以在框架上自由滑动。

将框架浸入浓肥皂液后取出,框架上就会形成一个矩形肥皂膜ABCD ,用手轻轻扶住AB 两端,即加以外力F 外,液膜面积可保持不变。

如果除去外力,则见到液膜自动收缩如图2(b)。

在图2中,当AB 边保持平衡时,可以通过测定外力的大小来测出表面张力。

实验事实表明,表面张力f 的大小与液面的周界(或截线)长度l 成正比,即f l α= (1)(1)式中比例系数α称为表面张力系数(单位:N ⋅m -1),其数值等于液面上作用在每单位长度截线(或周界)上的表面张力。

注意在图2的实验中,因液膜有两个表面,所以钢丝A 、B 受力情况从横断面看如图2(c)所示,所以平衡时有222F f l AB αα===⋅外 (2)表面张力系数的大小主要由物质种类决定。

表面张力测量仪使用说明书

表面张力测量仪使用说明书

表面张力测量仪使用说明书1. 简介表面张力测量仪是一种用于测量液体表面张力的仪器。

通过测量液体与空气接触时发生的表面张力,可以得出液体的表面性质和质量。

本使用说明书将介绍表面张力测量仪的使用方法和注意事项,以帮助用户正确操作仪器并获取准确的测量结果。

2. 仪器构成表面张力测量仪由以下部分构成:- 主机:包括显示屏、操作面板和电源开关等。

- 测量台:用于放置待测液体样品的平台。

- 测量井:位于测量台上方,用于容纳液体样品。

- 探测针:用于接触液体样品并测量表面张力的部件。

- 驱动系统:控制探测针的上升和下降运动。

3. 使用方法以下是表面张力测量仪的使用步骤:步骤1:准备工作确保仪器已连接到电源,并按下电源开关启动。

待仪器启动完成后,显示屏将显示相关信息。

步骤2:校准仪器在进行测量之前,需要对仪器进行校准。

按照仪器的操作指导,进行校准操作。

校准仪器时应使用标准样品。

步骤3:准备测量样品将待测液体样品倒入测量井中,注意避免溅出或浪费。

确保样品充满测量井,且液面平齐。

步骤4:测量表面张力将探测针慢慢下降,使其轻轻接触到液体表面。

仪器将自动进行表面张力测量,并在显示屏上显示结果。

等待测量结果稳定后,记录下数值。

步骤5:重复测量如有需要,可重复进行测量以获得更准确的结果。

在每次测量前,应确保测量井的液面平齐,并进行校准。

4. 注意事项- 在操作仪器前,应仔细阅读使用说明书,并按照说明进行操作。

- 使用仪器时,应佩戴适当的防护眼镜和手套,以防液体溅出。

- 避免在高温、潮湿或易燃环境中使用仪器。

- 使用完毕后,及时将仪器断电并清洁干净,以保持仪器的正常工作状态。

- 如果发现仪器存在故障或异常情况,应立即停止使用并联系售后服务。

5. 维护保养- 定期清洁仪器表面和测量井,以保持仪器的清洁和正常工作。

- 定期校准仪器,以确保测量结果的准确性。

- 长期不使用时,应将仪器存放在干燥、阴凉的地方,并避免阳光直射。

6. 故障排除如出现以下情况,请联系售后服务进行维修:- 仪器无法启动或显示异常。

液体表面张力测试仪有哪些测定方法?

液体表面张力测试仪有哪些测定方法?

液体表面张力是指作用于液体表面,使液体表面积缩小的力,是液体与气体接触表面的薄层中分子间距大于液体内部,相互作用表现出来的一种引力.正是这中张力下,小昆虫才可以在水面行走自如.目前关于液体表面张力测试仪的使用特别常见,因此本文将对液体表面张力测试仪的使用以及测定方法进行简单介绍.液体表面张力的测定方法分静力学法和动力学法.静力学法包含毛细管上升法、du Nouy环法、Wilhelmy盘法、悬滴法、气泡压力法等;动力学法包含震荡射流法、毛细管波法.此处以几个典型的方法为大家做个介绍.一、毛细管上升法此法测量时主要是将毛细管插入液体中,使得液体随之上升,当液体升至一定高度,毛细管内外液体达到平衡状态将不再上升.此时,液面对液体施加的向上拉力和向下的力是相等的.则表面张力可采用公式计算得出.二、Wilhelmy板法将铂金板挂在扭力天平上,测定当铂金板浸入液面时,天平读数的变化,由此得出表面张力.三、悬滴法根据在水面上自然形成的液滴形状计算表面张力.此处应该明确的是在一定平面上,液滴形状与液体表面张力和密度有直接关系.四、气泡压力法在密度固定的液体中插入一根毛细管,经毛细管吹入一极小气泡,使半径与毛细管相等,此时,气泡内压力达到一个峰值.根据拉普拉斯公式即可计算结果.关于液体表面张力测定仪的使用方面,将以铂金板法做一个介绍,希望能帮到大家.一、夹取清洗干净的铂金板,酒精灯烧红;二、将烧红的铂金板挂置在吊钩上,按去皮键后等待数值归零;三、将被测样品加入样品皿并放置在样品台上,根据目测白金板高度调整位置;四、样品放置完成,五分钟读取一个值,重复2次各五分钟取值,求取平均值;五、清洗样品皿;六、冲洗铂金板,整理操作台.液体表面张力的测量广泛应用于多个领域,关于液体表面张力测定仪的使用也越来越广泛,选择一款合适的仪器还不够,还要有经验完备的技工,保证延长仪器使用寿命的同时操作无误,这才是当下需要考虑的问题.。

液体表面张力测试实验仪温度波动温度范围

液体表面张力测试实验仪温度波动温度范围

液体表面张力测试实验仪温度波动温度范围可调整*小值:0.5Pa;微压差分辨率:1Pa;量程:-10KPa~10KPa;蓝屏液晶显示屏;无需表面张力玻璃仪器,出泡速度连续可调;采用不锈钢毛细管出泡均匀,没有连续出泡现象。

超级恒温水浴ZH-2C技术参数:温度范围:室温~100℃分辨率:0.01℃温度波动:±0.02℃显示:设定温度和测量温度独立双显示泵流量:≥6(L/min)超级水浴交流电机搅拌:无极调速,寿命长加热功率:1.5Kw设定温度:键入式调节,智能控温,操作方便外形尺寸:约370mm×320mm×205mm内胆尺寸:260mm×290mm×210mm含:微压泵,具有调压、稳压,加压功能;一体化设计。

HXS金属相图实验装置金属相图实验装置由金属相图控温仪(双通道)和金属相图升降温电炉连接组成,用于测量金属样品的步冷曲线和二元金属相图。

金属相图控温仪(双通道),采用液晶显示器,轻触按键操作键盘。

数字PID 控温,升温、保温功率数字可调,降温速度无级调整,人工读数提示音间隔时间1~99秒可调。

金属相图升降温电炉共有8只加热器,分为4组,每组2只,对应的编号分别为1-2;3-4;5-6和7-8。

拨动“加热器选择”旋钮选择不同的加热器组。

选择其中任意一组,则该组的两只加热器将同时加热。

技术参数:输入电压 220±10%V AC环境温度 -10~40℃分辨率 0.1℃温度测量范围 -20~600℃精*度 ±0.1℃传感器类型 PT100铂电阻温度传感器标准配置:金属相图控温仪一台金属相图升降温电炉一台铂电阻温度传感器(PT100)两只加热器联接电缆线一根通讯电缆线一根不锈钢样品加热管及传感器护套八套电源线一根保险丝(2A)两只说明书、合格证各一份SXY-1多功能光化学反应仪多功能光化学反应仪适用于液相光化学反应。

适合于催化新材料的光催化性能研究、化工产品的光化学合成和污染物质的光化学降解(分解)研究。

拉脱法测量液体表面张力系数实验中影响实验误差的因素及几个被忽略问题

拉脱法测量液体表面张力系数实验中影响实验误差的因素及几个被忽略问题

拉脱法测量液体表面张力系数实验中影响实验误差的因素及几个被忽略问题秦平力;余雪里;张昱【摘要】影响液体表面张力系数测量的因素较多.本文总结了利用拉脱法测量液体表面张力系数实验过程中对测量精度构成影响的一些主要因素,提出了几个常常被学生被忽略关键问题.很好地解释这个实验中误差较大现象,解除了学生的疑惑,加深了学生对表面张力的理解.【期刊名称】《大学物理实验》【年(卷),期】2019(032)004【总页数】4页(P92-95)【关键词】拉脱法;液体表面张力;张力系数;误差因素【作者】秦平力;余雪里;张昱【作者单位】武汉工程大学数理学院,湖北武汉 430205;武汉工程大学数理学院,湖北武汉 430205;武汉工程大学数理学院,湖北武汉 430205【正文语种】中文【中图分类】O302液体的表面张力存在于液体极薄表面层内分子间相互作用力,常用表面张力系数来描述。

在大学物理实验中,拉脱法是常用测量液体表面涨力系数的方法之一[1]。

这种方法直观,操作技巧相对较高,是训练学生动手能力较好的实验项目之一。

然而影响实验误差的因素较多,测试过程中的液体(如:种类、温度、纯度、浓度等)、待测样品(如:净化处理程度、底部边缘是否水平等)、外界环境及操作过程等因素都会直接影响测量误差,导致学生的实验结果误差较大,不利于学生加深对此实验的理解。

本论文着重分析液体表面涨力系数测量误差的因素。

1 实验仪器及测量原理1.1 实验装置DH4607型液体表面张力系数测量仪示意图如图1所示,主要配有力敏传感器,玻璃皿和配件盒(含吊环,砝码盘,砝码,镊子,水准泡)。

图1 液体表面张力测定装置1.2 实验原理采用拉脱法测量液体表面系数时,金属片为吊环,考虑一级近似,可以认为张力为表面张力系数乘上脱离表面的周长,即f=δπD1+D2(1)此式中f为张力,D1,D2分别为圆环的外径和内径,δ为液体的表面张力系数。

测量金属片从待测液体表面脱离时需要的张力为f。

液体表面张力系数测定

液体表面张力系数测定

液体表面张力系数测定液体表面张力系数是描述液体分子之间相互作用强度的物理量,也是评价液体表面性质的重要参数。

在实验室中,常采用不同方法对液体表面张力系数进行测定。

本文将介绍几种常用的测定方法和实验步骤,以及一些注意事项。

1. 原理液体表面张力系数是液体表面单位长度的表面能,通常用符号 $\\gamma$ 表示。

在液体表面张力作用下,液体表面形成一个具有弹性的薄膜,趋向减小其表面积。

表面张力系数的测定可以了解液体分子之间的相互作用程度和表面性质。

2. 测定方法2.1. 动态方法动态方法是通过测定液体在不同外界条件下的动力学行为来确定表面张力系数。

常用的动态方法包括颤动法、旋转法和挂滴法等。

2.2. 静态方法静态方法是通过测定液体在平衡状态下的力学行为来确定表面张力系数。

常用的静态方法包括测量法、悬浮法和蒸发法等。

3. 实验步骤3.1. 颤动法测定1.准备一定容量的实验液体和振荡器。

2.将实验液体倒入振荡器,使液体表面光滑平整。

3.开启振荡器,记录液体的振荡频率和振幅。

4.根据实验结果计算表面张力系数。

3.2. 挂滴法测定1.准备一定容量的实验液体和测量仪器。

2.将液体滴在指定的位置,并记录滴下液滴的时间。

3.根据液滴的时间和液体的密度计算表面张力系数。

4. 注意事项1.实验环境应保持稳定,避免外界因素干扰。

2.操作仪器时应注意安全,避免液体溅出或器具损坏。

3.在测定过程中,应根据实际情况采取相应的校正方法,确保实验结果的准确性。

5. 结论通过以上实验方法的测定,我们可以得到液体表面张力系数的定量值,进一步了解液体的特性和表面性质。

液体表面张力系数的测定对于科研和实际应用具有重要意义,有助于推动液体力学研究的发展。

以上就是液体表面张力系数测定的相关内容,希望对您有所帮助。

用力敏传感器测液体表面张力系数的不确定度分析及影响因素分析

用力敏传感器测液体表面张力系数的不确定度分析及影响因素分析

收稿日期:2016-07-20 基金项目:石河子大学优秀中青年骨干教师培养支持计划(3152LXY04036)
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用力敏传感器测液体表面张力系数的不确定度分析及影响因素分析
F = mg +/cos^ 式中^是液面与金属环的接触角。
金属环临脱离液面时有: (p ^ 0 , F i = m g + f 金属环脱离液面后
(7)
4 i=0
k - 4仙mg
(8 )
此 外 ,在求线性相关系数与灵敏度采时常用
最 小 二 乘 法 的 方 法 [6,8,9],其 具 体 步 骤 如 下 : 在 实
验中取两个变量为m 和 U ,这两个变量满足直线
方 程 U - km + r ,U 表示从回归直线上取得与m <
对 应 的 U t 的计算,r 是拟合直线的截距;k 是拟合
较 小 ,灵 敏 度 高 ,且为稳定性好的测量力的方法。
近 年 来 ,新 发 展 的 硅 压 阻 式 力 敏 传 感 器 正 好 能 满
足液体表面张力测量需要,它比传统的焦利秤、扭
秤 等 灵 敏 度 高 、稳 定 性 好 ,可数字显示以便于计算
机实时测量记录。
硅压阻式力敏传感器由弹性梁(弹 簧 片 )和
实 验 中 采 用 金 属 圆 环 ,将 其 底 部 水 平 浸 入 液 面 中 ,然后缓慢地使液面下降。当金属环底部高 于 液 面 时 ,金 属 环 和 液 面 间 形 成 一 环 形 液 膜 。金 属环受力情况如图2 所 示 ,由于液面是缓慢匀速 下 降 的 ,所 以 金 属 环 处 于 平 衡 状 态 。拉 力 F 、液 体的表面张力/ 、金 属 环 所 受 重 力 m g (液膜很薄 忽略不计)有下面的关系:

拉脱法测量液体表面张力系数实验中影响实验误差的因素及几个被忽略问题

拉脱法测量液体表面张力系数实验中影响实验误差的因素及几个被忽略问题

拉脱法测量液体表面张力系数实验中影响实验误差的因素及几个被忽略问题
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感器工作原理ꎬ经过受力分析ꎬ建立电压与吊环受
力之间的关系ꎬ最终得出液体的表面张力系数 δ:
δ

U1 -U2 Kπ( D1 +D2
)
(2)
U1 和 U2 分别为环形液膜即将拉断前瞬间数
字电压表读数值和拉断后数字电压表读数值ꎮ
2 液体表面张力系数测定几个影响 误差因素
第 32 卷 第 4 期 2019 年 8 月
大学物理实验
PHYSICAL EXPERIMENT OF COLLEGE
Vol.32 No.4 Aug.2019
文章编号:1007 ̄2934( 2019) 04 ̄0092 ̄04
拉脱法测量液体表面张力系数实验中 影响实验误差的因素及 几个被忽略问题
秦平力ꎬ余雪里ꎬ张 昱
( 武汉工程大学 数理学院ꎬ湖北 武汉 430205)

要: 影响液体表面张力系数测量的因素较多ꎮ 本文总结了利用拉脱法测量液体表面张力系数
实验过程中对测量精度构成影响的一些主要因素ꎬ提出了几个常常被学生被忽略关键问题ꎮ 很好地解
释这个实验中误差较大现象ꎬ解除了学生的疑惑ꎬ加深了学生对表面张力的理解ꎮ
吊环ꎬ考虑一级近似ꎬ可以认为张力为表面张力系 数乘上脱离表面的周长ꎬ即
f = δπD1 +D2
(1)
此式中 f 为张力ꎬD1ꎬD2 分别为圆环的外径和内 径ꎬδ 为液体的表面张力系数ꎮ 测量金属片从待
测液体表面脱离时需要的张力为 fꎮ 利用力敏传
收稿日期: 2019 ̄04 ̄07 基金项目: 湖北省教育厅教学科研究项目(2016308) ꎻ武汉工程大学教学科研究项目( X2017004)
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DH4607 液体表面张力系数测定仪(含实验讲义)使用说明书杭州大华仪器制造有限公司一、概述DH4607型液体表面张力系数测定仪是一种新型拉脱法液体表面张力系数测定仪。

由杭州大华仪器制造有限公司研制,与原测量仪器相比,具有以下三个优点:1、用硅压阻力敏传感器(又称半导体应变计)测量液体与金属相接触的表面张力,该传感器灵敏度高,线性和稳定性好,以数字式电压表输出显示。

2、用一定高度的薄金属环及金属片替代原细铂丝环或铂丝刀口,新的吊环不易变形,反复使用不易损坏或遗失。

3、吊环的外型尺寸经专门设计和实验试验,对直接测量结果一般不需要校正,可得到较准确可靠的结果。

本仪器测量液体的表面张力系数误差小,重复性好;有利于学生学习和掌握硅压阻力敏传感器的原理和方法。

本仪器是各类高校、中等专科学校物理实验和物理化学实验的理想优质仪器。

二、用途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)三、仪器组成及技术指标1、硅压阻力敏传感器(1)受力量程:0—0.098N(2)灵敏度:约3.00V/N(用砝码质量作单位定标)(3)非线性误差:≤0.2%(4)供电电压:直流3~6伏2、显示部分(1)读数显示:200 mV 三位半数显表(2)调零:手动多圈电位器(3)连接方式:5芯航空插头3、力敏传感器固定支架、升降台、底板及水平调节装置4、吊环:外径φ3.5cm、内径φ3.3、高0.8cm的铝合金吊环。

5、直径φ12.00cm或φ13.00cm玻璃器皿一只6、砝码盘及0.5克砝码7只。

7、用本仪器测量水等液体的表面张力系数的误差≤5%四、整机使用注意事项1、吊环须严格处理干净。

可用NaOH溶液洗净油污或杂质后,用清洁水冲洗干净,并用热吹风烘干。

2、吊环水平须调节好,注意偏差10,测量结果引入误差为0.5%;偏差20,则误差1.6%。

3、仪器开机需预热15分钟。

4、在旋转升降台时,尽量使液体的波动要小。

5、实验室内不可有风,以免吊环摆动致使零点波动,所测系数不正确。

6、若液体为纯净水。

在使用过程中防止灰尘和油污及其它杂质污染特别注意手指不要接触被测液体。

7、力敏传感器使用时用力不宜大于0.098N。

过大的拉力传感器容易损坏。

8、实验结束须将吊环用清洁纸擦干,用清洁纸包好,放入干燥缸内。

五、使用步骤1、开机预热。

2、清洗玻璃器皿和吊环。

3、在玻璃器皿内放入被测液体并安放在升降台上。

(玻璃盛器底部可用双面胶与升降台面贴紧固定)4、将砝码盘挂在力敏传感器的钩上。

5、若整机已预热15分钟以上,可对力敏传感器定标,在加砝码前应首先对仪器调零,安放砝码时应尽量轻,并在它晃动停止之后,方可读数。

6、换吊环前应先测定吊环的内外直径,然后挂上吊环,在测定液体表面张力系数过程中,可观察到液体产生的浮力与张力的情况与现象,以顺时针转动升降台大螺帽时液体液面上升,当环下沿部分均浸入液体中时,改为逆时针转动该螺帽,这时液面往下降(或者说相对吊环往上提拉),观察环浸入液体中及从液体中拉起时的物理过程和现象。

特别应注意吊环即将拉断液柱前一瞬间数字电压表读数值为U1,拉断时瞬间数字电压表读数为U2。

记下这两个数值。

六、实验数据例1、硅压阻力敏传感器定标力敏传感器上分别加各种质量砝码,测出相应的电压输出值,实验结果见表1。

表1 力敏传感器定标用表1数据在坐标轴上做N-V直线,N=m×g , g=9.8m/s²(重力加速度)用方程:Y=kx+b 经最小二乘法拟合得仪器的灵敏度K=2.938×103mV/N,拟合的线性相关系数r=0.9997。

杭州地区重力加速度g=9.794m/S2。

2、水和其它液体表面张力系数的测量用游标卡尺测量金属圆环:外径D1=3.496cm,内径D2=3.310cm,调节上升架,记录环在即将拉断水柱时数字电压表读数U1,拉断时数字电压表的读数U2,结果见表2。

表2 纯水的表面张力系数测量(水的温度24.30℃)在此温度下水的表面张力系数为72.54×10N/m。

经查表,在T=24.30℃时水的表面张力系数为72.14×10-3N/m,百分误差为0.55%。

表3 乙醇的表面张力系数测量(乙醇的温度T=25.20℃)在此温度下乙醇表面张力系数为21.85×10N/m。

经查表,在T=25.20℃时乙醇的表面张力系数为21.95×10-3N/m,百分误差为0.46%。

表4 甘油(丙三醇)的表面张力系数测量(甘油的温度:T=24.30℃)在此温度下甘油的表面张力系数为58.16×10N/m。

经查表,在T=24.30℃时,甘油的表面张力系数为59.40×10-3N/m,百分误差为2.1%。

一个金属环固定在传感器上,将该环浸没于液体中,并渐渐拉起圆环,当它从液面拉脱瞬间传感器受到的拉力差值f为f=π(D1+D2)α(1)式中: D1、D2分别为圆环外径和内径,α为液体表面张力系数,g为重力加速度,所以液体表面张力系数为:α=f/[π(D1+D2)] (2)由(1)式,得液体表面张力f=(U1-U2)/K (3)K为力敏传感器灵敏度,单位V/N。

七、结构图1、调节螺丝2、升降螺丝3、玻璃器皿4、吊环5、力敏传感器6、支架7、固定螺丝8、航空插头9、底座 10、数字电压表 11、调零液体表面张力系数的测定液体的表面张力是表征液体性质的一个重要参数.测量液体的表面张力系数有多种方法,拉脱法是测量液体表面张力系数常用的方法之一.该方法的特点是,用秤量仪器直接测量液体的表面张力,测量方法直观,概念清楚.用拉脱法测量液体表面张力,对测量力的仪器要求较高,由于用拉脱法测量液体表面的张力约在1×10-3~1×10-2 N之间,因此需要有一种量程范围较小,灵敏度高,且稳定性好的测量力的仪器.近年来,新发展的硅压阻式力敏传感器张力测定仪正好能满足测量液体表面张力的需要,它比传统的焦利秤、扭秤等灵敏度高,稳定性好,且可数字信号显示,利于计算机实时测量,为了能对各类液体的表面张力系数的不同有深刻的理解,在对水进行测量以后,再对不同浓度的酒精溶液进行测量,这样可以明显观察到表面张力系数随液体浓度的变化而变化的现象,从而对这个概念加深理解。

[实验目的]1.用拉脱法测量室温下液体的表面张力系数2.学习力敏传感器的定标方法[实验原理]测量一个已知周长的金属片从待测液体表面脱离时需要的力,求得该液体表面张力系数的实验方法称为拉脱法.若金属片为环状吊片时,考虑一级近似,可以认为脱离力为表面张力系数乘上脱离表面的周长,即F=α·π(D1十D2) (1)式中,F为脱离力,D1,D2分别为圆环的外径和内径,α为液体的表面张力系数.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此,即△U=KF (2)式中,F为外力的大小,K为硅压阻式力敏传感器的灵敏度,△U为传感器输出电压的大小。

[实验装置]图1为实验装置图,其中,液体表面张力测定仪包括硅扩散电阻非平衡电桥的电源和测量电桥失去平衡时输出电压大小的数字电压表.其他装置包括铁架台,微调升降台,装有力敏传感器的固定杆,盛液体的玻璃皿和圆环形吊片,实验证明,当环的直径在3cm附近而液体和金属环接触的接触角近似为零时.运用公式(1)测量各种液体的表面张力系数的结果较为正确。

图1 液体表面张力测定装置[实验内容]一、必做部分1、力敏传感器的定标每个力敏传感器的灵敏度都有所不同,在实验前,应先将其定标,定标步骤如下:(1)打开仪器的电源开关,将仪器预热。

(2)在传感器梁端头小钩中,挂上砝码盘,调节调零旋钮,使数字电压表显示为零。

(3)在砝码盘上分别如0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g、3.0g等质量的砝码,记录相应这些砝码力F作用下,数字电压表的读数值U.(4)用最小二乘法作直线拟合,求出传感器灵敏度K.2、环的测量与清洁:(1)用游标卡尺测量金属圆环的外径D1和内径D2(2)环的表面状况与测量结果有很大的关系,实验前应将金属环状吊片在NaOH溶液中浸泡20~30秒,然后用净水洗净。

3、液体的表面张力系数(1)将金属环状吊片挂在传感器的小钩上,调节升降台,将液体升至靠近环片的下沿,观察环状吊片下沿与待测液面是否平行,如果不平行,将金属环状片取下后,调节吊片上的细丝,使吊片与待测液面平行。

(2)调节容器下的升降台,使其渐渐上升,将环片的下沿部分全部浸没于待测液体,然后反向调节升降台,使液面逐渐下降,这时,金属环片和液面间形成一环形液膜,继续下降液面,测出环形液膜即将拉断前一瞬间数字电压表读数值U1和液膜拉断后一瞬间数字电压表读数值U2。

△U=U1-U2(3)将实验数据代人公式(2)和(1),求出液体的表面张力系数,并与标准值进行比较。

二、选做部分测出其他待测液体,如酒精、乙醚、丙酮等在不同浓度下的表面张力系数三、实验数据和记录1、传感器灵敏度的测量经最小二乘法拟合得K= mV/N,拟合的线性相关系数r=2、水的表面张力系数的测量金属环外径D1= cm,内径D2= cm, 水的温度:t= ℃.= N/m杭州大华仪器制造有限公司浙江省富阳市东洲工业园区11号路3号电话:(销售)(售后)传真:邮箱:网址:邮编:311401。

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