实验1.2 液体表面张力系数的测量
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产生的结果，是液体表面分子间的一种特殊力。
液体表面张力的大小对于液体的性质和应用有着重要的影响，因此准确测定液体表面张力系数具有重要的科学意义和实际应用价值。
实验目的：本实验旨在通过测定液体表面张力系数，了解液体的性质和分子间相互作用力，掌握测定液体表面张力的方法和技巧。
实验原理：液体表面张力系数的测定常用的方法有测量液体表面降低高度法和测量液滴形状法。
本实验采用测量液滴形状法。
实验仪器和药品：1. 精密天平2. 滴定管3. 滴定管架4. 滴定瓶5. 蒸馏水6. 乙醇溶液实验步骤：1. 将实验室温度调至恒定，避免温度对实验结果的影响。
2. 用精密天平称取一定质量的滴定瓶。
3. 在滴定管架上放置一只干净的滴定管。
4. 将滴定瓶倒置并将液体滴入滴定管中，直到滴定管口外溢。
5. 记录液滴的质量和滴定管口外溢的时间。
6. 重复以上步骤3-5，每次使用不同的液体进行实验。
实验数据处理：根据实验数据，可以计算液体表面张力系数。
液体表面张力系数的计算公式为：γ =(4Mg) / (πd^2t)其中，γ为液体表面张力系数，M为液滴的质量，g为重力加速度，d为液滴的直径，t为滴定管口外溢的时间。
实验结果与分析：通过实验测量和计算，得到了不同液体的表面张力系数。
结果显示，乙醇溶液的表面张力系数较大，说明乙醇溶液的分子间相互作用力较强；而蒸馏水的表面张力系数较小，说明蒸馏水的分子间相互作用力较弱。
结论：通过本实验的测定，我们成功地测量了不同液体的表面张力系数，并得出了相应的结论。
液体表面张力系数的测定对于了解液体的性质和分子间相互作用力具有重要意义，对于液体的应用和研究也具有实际价值。
实验中可能存在的误差：1. 实验过程中，滴定管口外溢的时间可能受到人为操作的影响，导致实验结果的误差。
2. 液滴的直径的测量可能存在一定的误差，影响了液体表面张力系数的计算结果。
液体表面张力系数的测定的实验报告
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（为圆形液膜的周长），则有（2）所以（3）圆形液膜的周长L与金属圆环的平均周长相当，若圆环的内、外直径分别为。
则圆形液膜的周长L≈L’=（D1+D2）/2 （4）将（4）式代入（3）式得（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（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。
而当接触角大于90°时，液体在管内就会下降。
这种现象被称为毛细现象。
本实验研究玻璃毛细管插入水中的情形。
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引言：液体表面张力是指液体分子表面层内部的相互吸引力。
它是液体分子间的一种特殊力，决定了液体在表面上的性质和行为。
本实验旨在通过测定液体表面张力系数，探究液体分子间的相互作用力，并分析实验数据。
实验仪器与试剂：1. 测量液体表面张力的仪器：纸片法测量仪2. 实验液体：蒸馏水、乙醇、甲苯实验步骤：1. 实验前准备：a. 将实验室温度调至恒定，避免温度变化对实验结果的影响。
b. 清洗测量仪器，确保无杂质干扰。
2. 测定蒸馏水的表面张力系数：a. 将测量仪器放置于水平台上，调整纸片的位置，使其悬垂于平台边缘。
b. 缓慢地将蒸馏水滴入纸片上，观察纸片的形态变化，直至纸片完全沉没。
c. 记录滴入蒸馏水的体积，并根据纸片的形态变化确定表面张力系数。
3. 测定乙醇的表面张力系数：a. 重复步骤2中的操作，将乙醇滴入纸片上。
b. 记录滴入乙醇的体积，并根据纸片的形态变化确定表面张力系数。
4. 测定甲苯的表面张力系数：a. 重复步骤2中的操作，将甲苯滴入纸片上。
b. 记录滴入甲苯的体积，并根据纸片的形态变化确定表面张力系数。
实验结果与分析：根据实验数据，我们计算得到了蒸馏水、乙醇和甲苯的表面张力系数。
以下是实验结果的总结：1. 蒸馏水的表面张力系数为X N/m。
通过对纸片的形态变化观察，我们发现蒸馏水的表面张力较大，纸片在滴入水滴后能够悬垂一段时间，表明水分子间的相互作用力较强。
2. 乙醇的表面张力系数为Y N/m。
与蒸馏水相比，乙醇的表面张力系数较小，纸片在滴入乙醇后迅速沉没，表明乙醇分子间的相互作用力较弱。
3. 甲苯的表面张力系数为Z N/m。
与蒸馏水和乙醇相比，甲苯的表面张力系数更小，纸片在滴入甲苯后几乎立即沉没，表明甲苯分子间的相互作用力非常弱。
结论：通过本实验，我们成功测定了蒸馏水、乙醇和甲苯的表面张力系数，并分析了实验数据。
实验结果表明，不同液体的表面张力系数与其分子间的相互作用力有关。
大学物理-液体表面张力实验报告
液体表面张力系数的测量实验报告实验目的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．测量纯水表面张力系数；实验原理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απ)(21D D f += （1）式中： 1D 、2D 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：)](/[21D D f +=πα（2）实验中，液体表面张力可以由下式得到：B U U f /)(21-=（3）B 为力敏传感器灵敏度，单位V/N 。
1U ,2U 分别为即将拉断水柱时数字电压表读数以及拉断时数字电压表的读数。
实验仪器实验仪器主要由液体表面张力系数测量实验仪主机以及实验调节装置以及镊子、砝码组成。
实验步骤1．插上硅压阻力敏传感器，并开机预热15分钟。
同时清洗培养皿和吊环；2．将待测液体（纯净水）倒入培养皿后，将器皿放入实验圆筒内；3．将砝码盘挂在力敏传感器的钩上。
预热15分钟后，对力敏传感器定标，在加砝码前应首先对仪器调零定标时将力敏传感器转至水容器外部，方便放砝码。
安放砝码时应尽量轻（防止力敏传感器大幅度晃动使读数稳定的时间增长，节约实验时间）。
4．用游标卡尺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，观察液体产生的浮力与张力的情况与现象（开始时所加水不应超过刻线），反复挤压橡皮球使外部液体液面上升，当环下沿部分均浸入待测液体中时，松开橡皮球的阀门，液面下降，观察环浸入液体中及从液体中拉起时的物理过程和现象。
读出吊环即将拉断液柱前一瞬间数字电压表读数值U 1，拉断时瞬间数字电压表读数U 2。
实验现象：液面浸没力敏传感器时，传感器有小幅上升，上表面三个小孔上产生一层液膜；液面下降脱离环时，液膜破裂。
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 )
我的液体表面张力的测定实验报告
标尺零点 水膜破裂 读数 S0 196.08 196.04 196.06 196.04 196.08 时读数 Si 198.10 198.12 198.18 198.14 198.14
Si -S0
2.02 2.08 2.12 2.10 2.06
S S
i
2
/(5 1) 0.47mm
B 0.02mm
S 2A 2B
=0.47mm
金属环外、内直径的测量(本实验直接给学生结果) 平均值(mm) d1 d2 33.04 34.94
0.0443 0.001 N/m
相对不确定度为 2.3%
注意事项
1.每次读数前必须保证三线对齐。 2.避免水膜提前破裂。
实验原理：
1、表面张力与表面张力系数：液体表面层分子有从液面挤入液 内的趋势，从而使液体有尽量缩小其表面的趋势，我们把沿着液 体表面使液面收缩的力称为表面张力。 作用于液面单位长度上的 表面张力，称为液体的表面张力系数。即：α=f/L α表面张力系数，单位 N·m-1。
2、表面张力系数的测定： 将一表面洁净的金属圆环竖直浸入水中， 然后慢慢提起一张水膜。 受力分析 当金属圆环将要脱离液面，即拉起的水膜刚好破裂时，则此时受 力： 1） 、F 为圆环所受弹簧将其拉出水面的拉力，方向向上；
k 5mg / L =4.55N/mm AL
L L
i
2
/(5 1) 0.51 mm
B 0.02mm L 2A 2B
=0.51mm
- 5g L 2
L
K
பைடு நூலகம்
2
次数 1 2 3 4 5
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。
本实验旨在通过测定液体表面张力系数的实验，掌握液体表面张力系数的测定方法，加深对表面张力的理解，提高实验操作能力。
二、实验原理。
液体表面张力系数是表征液体分子间相互作用力的物理量，通常用$\gamma$表示。
液体表面张力系数的测定方法有很多种，常用的有悬铁环法、悬滴法、悬水滴法等。
本实验采用悬水滴法测定液体表面张力系数。
三、实验仪器和试剂。
1. 一台天平。
2. 一根细丝。
3. 一根细管。
4. 一根毛细管。
5. 一根水平的细管。
6. 一些水。
四、实验步骤。
1. 将一根细丝固定在天平上，使其水平。
2. 用细管将水滴在细丝上，形成一个悬水滴。
3. 用毛细管在悬水滴下方加入一些水，使悬水滴增大，直到悬水滴脱落。
4. 测量水滴的质量$m$，并记录下悬水滴的直径$d$。
五、实验数据处理。
根据实验数据，可以计算出液体表面张力系数$\gamma$的值。
根据悬水滴法的原理，液体表面张力系数$\gamma$与水滴的质量$m$、直径$d$和重力加速度$g$之间存在如下关系：$$\gamma = \frac{4m}{\pi d^2 g}$$。
六、实验结果与分析。
根据实验数据和计算公式，可以得到液体表面张力系数$\gamma$的数值。
通过对实验数据的分析，可以发现液体表面张力系数与水滴质量和直径呈反比关系，与重力加速度呈正比关系。
这与表面张力的性质相符合。
七、实验结论。
通过本实验的实验操作和数据处理，成功测定了液体表面张力系数$\gamma$的数值。
实验结果与理论预期相符，验证了悬水滴法测定液体表面张力系数的可行性。
八、实验中的注意事项。
1. 实验操作要细致，保证悬水滴的稳定性。
2. 测量数据要准确，避免误差的产生。
3. 实验结束后要及时清理实验仪器和试剂。
九、参考文献。
1. 《物理化学实验》。
2. 《实验化学》。
十、致谢。
感谢实验指导老师的悉心指导和同学们的配合，使本次实验取得了圆满成功。
（完整版）液体表面张力系数的测定实验报告.docx
（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。
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、研究液体表面张力与温度的关系。
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层具有一种特殊的性质，即液体表面存在张力。
想象在液体表面上画一条直线，表面张力就表现为直线两侧的液面存在相互作用的拉力，其方向垂直于该直线且与液面相切。
当金属丝框在液面上方时，由于表面张力的作用，框四周会受到一个向上的拉力。
若将框从液面缓慢拉起，在拉起的瞬间，液面会发生破裂，此时所需要克服的力就是液体的表面张力。
若金属丝框的长度为 L，拉起液面时所需要的力为 F，则液体的表面张力系数σ可以表示为：σ ＝ F ／ L 。
在本实验中，我们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，其原理是通过弹簧的伸长来反映所受力的大小。
三、实验仪器1、焦利秤2、金属丝框3、砝码4、游标卡尺5、温度计6、待测液体（如水、酒精等）四、实验步骤1、安装和调节焦利秤（1）将焦利秤安装在平稳的实验台上，调整底座上的三个水平调节螺丝，使立柱垂直。
（2）通过旋转立柱上的升降旋钮，使小镜筒的下沿与玻璃管上的水平刻线对齐，然后挂上砝码盘。
（3）在砝码盘中添加一定质量的砝码，使焦利秤弹簧伸长，调节小镜后的反光镜，使眼睛通过目镜能看到清晰的标尺像。
（4）移动游标，使游标零线与标尺零线对齐，然后读出此时的读数，作为测量的基准。
2、测量金属丝框的长度使用游标卡尺测量金属丝框的边长 L ，多次测量取平均值以减小误差。
3、测量表面张力（1）将金属丝框洗净并晾干，然后挂在焦利秤的挂钩上。
（2）将金属丝框缓慢浸入待测液体中，使框的下沿刚好与液面接触，注意不要带入气泡。
（3）然后缓慢地向上提起焦利秤的秤杆，使金属丝框逐渐脱离液面。
当液面刚好破裂时，记下此时焦利秤的读数 D1 。
（4）在砝码盘中添加一定质量的砝码（例如 05g ），再次将金属丝框浸入液体并拉起，记下液面破裂时焦利秤的读数 D2 。
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
实验目的
本实验旨在测量液体表面张力系数的实验。
实验原理
液体表面张力是液体表面特有的张力，它是液体表面上的一种力，其大小由液体表面的分子张力决定。
液体表面张力系数是一个量度液体表面张力大小的指标，它是表面张力的力比器官张力而表示的数值。
实验仪器
本实验所需要的仪器有：液体表面张力表，定量称量瓶，水浴温度计，烧杯，电子天平，压力表，容量瓶，滴定管，分析天平，烧瓶，烧杯，热板，加热器，微粒检测仪，照相机等。
实验步骤
1. 使用定量称量瓶，准备液体样品，将其测量到烧杯中，然后
用水浴温度计将液体温度控制在室温下；
2. 将液体样品放入液体表面张力表中，使用电子天平精确测量
液体样品的质量，并将其记录在记录表中；
3. 设置压力表，测量液体表面张力，记录相应的数据，并将其
记录在记录表中；
4. 通过容量瓶测量液体样品的体积，并将其记录在记录表中；
5. 计算液体表面张力系数，即液体表面张力与液体表面重量的
比值；
6. 将测量的液体表面张力系数结果记录在实验记录表中，并绘
制出液体表面张力系数随温度变化的曲线图。
实验结果
实验结果表明，随着温度的升高，液体表面张力系数显著增大。
结论
通过本次实验，我们发现随着温度的升高，液体表面张力系数显著增大。
由此可见，液体表面张力系数与温度有关，较高的温度会使表面张力系数变大。
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
四川理工学院实验报告成绩学号：11101030233班级：网络工程一班实验班编号：姓名：赵鸿平实验名称：1.液体表面张力系数的测定（毛细管升高法）实验目的：①学习用毛细管升高法测定液体表面的张力系数的原理及方法②学会用读数显微镜测定微距实验仪器：1)毛细管2)烧杯3)温度计4)读数显微镜实验原理：1、 如图所示当管内水压与水槽压强一致时液面停止上升，两水面压强都为大气压强;所以得到π2、 测得毛细管上升高度可以推导：由于趋近于0，可得ρ3、 将毛细管凹液面看作是半球面可得：则管中水柱可近似看作h+r/3; 4、 即得到数学模型：1数据记录：（要求在实验前画出实验表格）实验步骤：1.将洗净甩干后的毛细管套入软木塞，用夹头固定在三脚架上，调节夹头位置，使毛细管垂直插入装有水的玻璃管中轻轻提起烧杯充分润湿毛细管再放下毛细管不宜与烧杯放置过近2.调节读数显微镜使筒垂直毛细管，物镜距管约二厘米，调节物镜找到清晰凹液面倒像，向下移动镜筒再找到水平面的像，按照显微镜测微笑长度的要求分别测出管外水面位置h1与凹液面高度h2测出液面上升高度h=|h1-h2|重复四次；3.将毛细管从水槽中取处，甩干净管中的水将毛细管水平置于烧杯上，测定浸入水一端的内圆上下两切端位置X1与X2，d=|X1-X2|，重复四次；4.用水银温度计测定水温于matlab7.14（notebook）中对实验数据进行处理%由试验数据获得矩阵；h1=[5.850 5.855 5.850 5.858];h2=[36.049,36.037,36.041 36.042];h=h2-h1h =30.1990 30.1820 30.1910 30.1840hver=sum(h)/4hver =30.1890 %获得水柱高度的平均值X1=[15.471,15.397,15.427,15.455];X2=[16.210,16.205 16.189 16.187];D=X2-X1D=0.7390 0.8080 0.7620 0.7320Daver=sum(D)/4Daver =0.7603 %获得细管直径平均值U1=sqrt(sum((h-hver).^2)/3)U1 =0.0077U2=0.01;U=sqrt(U1^2+U2^2)U =0.0126 %水柱不确定度U3=sqrt(sum((D-Daver).^2)/3)U3 =0.0222Ur=sqrt(U3^2+U^2)Ur =0.0256%细管直径不确定度y=(hever/10^3+Daver/(6*10^3))*(Daver/10^3)*10^3*9.793/4y=0.0715%表面张力系数平均值；Uqy=((Daver/10^3)*U/10^3+(hver/10^3)*Ur/10^3+(Daver/10^3)* Ur/(3*10^3))*10^3*9.793/4%获得不确定度Uqy =0.0019UR=(Uqy/y)%获得相对不确定度UR =0.0270由试验数据得到结果如下：h h -= d d U∆ Uγγ=由公认计算公式算得张力系数为：γ=72.6740与实验数据相差甚少误差分析：1. 水中的杂质会影响到测定数据的准确性2. 在测定时要注意避免读数显微镜的回程差对实验数据的影响3. 毛细管中不能留有水泡，留有气泡改变测量环境体会建议：1. 实验时注意水的清洁2. 测量水柱高度时尽量不要将毛细管贴紧烧杯壁3. 每次测量前注意将毛细管浸润彻底。
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。
液体表面张力实验报告
液体表面张力系数的测定实验报告[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．4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]FD-NST-B液体表面张力系数测试仪。
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。
[实验内容]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，步骤如下：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，调节电子组合仪上的补偿电压旋钮，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。
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）。
《液体表面张力系数》物理实验报告(有数据)
液体表面张力系数的测定一、实验目的1. 理解液体表面张力系数及其测定方法；2. 用拉脱法测定室温下液体的表面张力系数；3. 了解力敏传感器的特性，学会传感器标定的方法。
二、实验原理液体分子之间存在相互作用力，称为分子力。
液体内部每一个分子周围都被同类的其他分子包围，它所受到的周围分子的作用，合力为零。
而液体的表面层（其厚度等于分子的作用半径，约cm 810-左右）内的分子所处的环境跟液体内部的分子缺少了一半和它吸引的分子。
由于液体上的气相层的分子数很少，表面层内每一个分子受到向外的引力比向内的引力小得多，合力不为零，出现一个指向液体内部的吸引力，所以液面具有收缩的趋势，类似于吹胀的气球。
这种液体表面的张力作用，被称为表面张力。
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L f α=（1）式中α称为液体的表面张力系数，单位为N/m ，在数值上等于单位长度上的表面张力。
试验证明，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。
将内径为D 1、外径为D 2的金属环水平吊起悬挂在测力计上，然后把它部分浸入待测液体中。
当缓慢地向上拉起金属环时，金属环就会带起一个与液体相连的液环。
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，液环即破裂），则F 应当是金属环重力G 与液环拉引金属环的表面张力f 之和，即f G F +=（2）由于液环有内外两个液面，且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）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。
本实验用到的测力计是硅压阻式力敏传感器，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。
若力敏传感器拉力为F 时，数字式电压表的示数为U ，则有BUF =（5）式中B 表示力敏传感器的灵敏度，单位V/N 。
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。
液体表面张力系数的测定实验报告
实验名称：液体表面张力系数的测定 学院：安全与应急管理工程学院 专业班级： 安全 1802 学号： 2018003964 学生姓名： 王朝春
实验成绩
1
实验预习题
成绩：
1. 什么是液体的表面？ 液体与气体、液体与固体以及不相混合的液体之间的界面。
2. 液体表面的分子具有什么特点(表面张力产生的原因)？ 表面层里的分子要比液体内部稀疏些,也就是分子间的距离比液体
F (m m0)g (D内 D外)
（3）
由于金属膜很薄，被拉起的液膜
也很薄，m 很小可以忽略，于是
公式简化为
F m0g (D内 D外)
（4）
6. 焦利氏秤和普通的弹簧秤有所不同？ 一般的弹簧秤，弹簧的上端固定不动，在弹簧下端挂重物时，弹簧则
3
伸长，物体重量可由指针所指示的标尺直接标出。而焦利氏秤上的弹 簧是挂在可以上下移动的有刻度的管子上的，管外面套有外管，外管 上有游标，旋转旋钮即可使管上下移动。在外管上，有夹子，夹子中 央有带标线的短玻璃管，弹簧下端挂一细金属杆，金属杆中部有一长 形小镜，镜中央有一刻痕，金属杆从玻璃管中通过，在金属杆的下端 可挂砝码托盘与钢丝码。 7. “三线对齐”是哪三线？为什么要这样做？ “三线对齐”指标镜上的刻线，玻璃管上的刻线和玻璃管上刻线在镜 中的像。 原因：水的表面张力近似为液膜破裂瞬间的拉力,保持“三线对齐” 是为了能够使水膜破裂瞬间近似“三线对齐”,从而得到水膜破裂时 精确的拉力.使能准确测出该拉力大小,减少实验误差 8. 焦利氏秤测定液体的表面张力有什么优点？ 测定表面张力系数的关键是测量表面张力 F' ，用普通的弹簧是很难迅 速测 出液膜即将破裂时的 F 的，应用焦利氏秤则克服了这一困 难， 可以方便地测量表 面张力 F' ，并且焦利氏秤的劲度系数较小， 有游标卡尺式的读数尺，故测量精度高。 9. 千分尺是否存在系统误差如何判断？如何调零？ 检查游标卡尺零位误差：清洁卡爪两测量面,轻推游标框,使两测量面 接触,观察主尺零线（第一条刻度线）与游标零线是否重合；检查千 分尺（外径）零位误差：0-25mm,清洁测量面,旋转套筒使测量面接触, 通过旋转套筒尾部的测
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。
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。
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(a)金属丝受力
（2）金属丝受双层液膜拉力 图 1.2. 2 液体表面张力的测量
（3）金属环受力
3．硅压阻力敏传感器 硅压阻力敏传感器由金属弹性梁和贴在梁上的传感器芯片组成，其中芯片由四个硅
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实验 1.2 液体表面张力系数的测量
若采用一个外直径为 D1、内直径为 D2 的圆环，如图 1.2. 2（c）所示，在考虑一级近 似的前提下，液膜拉破瞬间金属环所受的拉力 F 为 （ 3） 其中 和 分别为外环和内环的周长， 即为液体的表面张力。拉力 F 通常在
0.098N（10 克力）以下，需要用到较灵敏的拉力测量仪器才能测出。如基于灵敏弹簧的 焦利氏称，基于半导体力敏传感器的数字式拉力计等。本实验将采用力敏传感器来研究 液体表面张力的大小。根据式（3）可得液体的表面张力系数为 ⁄ 若圆环的质量远小于液体的表面张力，则式（4）可简化为 ⁄ （ 5） （ 4）
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液体表面张力系数的测量
[实验前思考题] 1．测量仪器标定（或称为校准）的方式有哪几种？ 如何操作？
2．液体表面张力系数与什么因素有关？
3．简述直流单臂电桥的工作原理。
（若不够写，请自行加页）
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中山大学《基础物理实验（I） 》课程报告/ mV
（2）数据处理与结果表达 ①计算水的表面张力系数：
∆ ∙
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实验 1.2 液体表面张力系数的测量
②计算 的不确定度
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实验 1.2 液体表面张力系数的测量
[ 数据记录及处理 ] 1. 对硅压阻力敏传感器进行标定 （1）实验数据 表 1 力敏传感器的标定
砝码质量/g
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
质量增大时 输出电压/mV 质量减小时 输出电压/mV 输出电压 平均值 U / mV *广州重力加速度 g=9.7883m/s2
实验 1.2 液体表面张力系数的测量
3. 测量不同浓度乙醇水溶液的表面张力系数 （1）实验数据 表 4 不同浓度乙醇水溶液的表面张力系数测量 溶液的温度：
浓度 100％ 80％ 60％ 40％ 20％ 10% 注：各物理量的单位请实验者确定。 U1 / U2 /
℃
U /
f/
/
（2）数据处理与结果表达 ①画出浓度与表面张力系数关系曲线，分析变化规律。 （作图时可用内容 2 所得纯 水的结果作为浓度 0%的数据）
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实验 1.2 液体表面张力系数的测量
预习
操作记录
实验报告
总评成绩
《大学物理实验(I)》课程实验报告
学院： 实验人姓名(学号)： 日期： 年 月 日 星期 专业： 参加人姓名(学号)： 上午[ 室温： ] 下午[ ] 晚上[ ] 年级：
相对湿度：
实验 1.2
电阻构成一个单臂电桥 （原理详见第 4.3.8 节） ， 可调零使电桥平衡。 当弹性梁受力时， 硅电阻的阻值发生变化，使电桥失去平衡，非平衡电压 与所受的拉力成正比，即 （6） 其中 为硅压阻力敏传感器的灵敏度，单位为 V/N（伏每牛） 。对于图 1.2. 2（c）所示的 情形， （1） 液膜被拉断前圆环受力由式（3）表示，硅压阻力敏传感器输出电压为 U1， ⁄ （2） 液膜被拉断后有 ⁄ （3） 液膜拉断前后拉力的变化即为液体的表面张力，有 ∆ 故 ∆ ⁄ [ 实验装置 ] ∙ （10） ⁄ （9） （ 8） （ 7）
[ 实验目的 ] 1. 学习拉力传感器的校准方法。 2．学习用拉脱法测液体表面张力系数的方法。 3．测量水的表面张力系数。 4．研究乙醇溶液的浓度与表面张力系数之间的变化关系。 [ 仪器用具 ] 编号 1 2 3 4 5 仪器名称 硅压阻力敏传感器
液体表面张力系数测定仪
数量 1 1 7 1 2
主要参数(型号，测量范围，测量精度等)
砝码 镊子 表面皿
[ 原理概述 ] 1. 液体表面张力
图 1.2. 1 液体表面张力
液体的表面，由于表层内分子力的作用，存在着一定张力，称为表面张力。表面张 力的存在使液体的表面犹如一张紧绷的弹性膜，有收缩的趋势。如肥皂泡会保持球形、 油滴在水的表面会向四周扩散等， 就是表面张力作用的结果。 设想在液面上有一条曲线， 如图 1.2. 1 所示，表面张力就表现为曲线两旁的液面以一定的拉力 f1 和 f2 相互作用，它 们的方向恒与曲线垂直，大小与液体的种类、浓度、温度等因素有关。对同一种液体， 有 ；若液体 1 与液体 2 不同，则 。油滴在水面上扩散成油膜属于第二种情
况。表面张力的大小与曲线的长度 L 成正比，可表示为：
f L
比例系数 α 称为液体的表面张力系数， 单位为 N/m （牛每米） 。 对同一种样品， 由于
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（ 1） ，
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实验 1.2 液体表面张力系数的测量
使得液体表面上的曲线所受合力为零，难以测量，需采用一些特殊的方法，如本实验中 采用的拉脱法等。 2. 拉脱法测量液体表面张力系数 拉脱法利用一个已知长度的规则物体与液面相互作用，以液面破裂瞬间，规则物体 从待测液体表面脱离时需要的力作为液体的表面张力。 因此该力除了上述的几种因素外， 还与规则物体的形状和材质有关。常采用金属材料，如不锈钢、铝等，形状为直线或圆 环。如图 1.2. 2（a 和 b）所示，若采用一根长度为 L 的金属丝，液膜拉破瞬间金属丝所 受的拉力 F 为 2 （ 2）
②用最小二乘法拟合数据，尝试找出合适的拟合函数。
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实验 1.2 液体表面张力系数的测量
[ 实验后思考题 ] 1. 若金属圆环底部不严格与液面平行，对测量结果有什么影响？
2．检索资料，列举若干种液体表面张力系数的测量方法。
2. 测量水的表面张力系数 （1）实验数据 表 2 金属环的外径 D1 和内径 D2 次数 D1/mm D2/mm 1 2 3 4 5 平均值 实验标准差 /mm /mm
表 3 自来水的表面张力系数测量
水的温度： 测量次数 U1 / mV U2 / mV 实验标准差 U / mV 1 2 ℃ 3 4 5 平均值∆ / mV
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实验 1.2 液体表面张力系数的测量
[ 实验内容及步骤 ] 1． 对硅压阻力敏传感器进行校准 （1）开机预热 15 分钟以上。 （2）将砝码盘挂在力敏传感器的挂钩上，在加砝码前先对仪器读数调零。 （3）分别在砝码盘中放置校准砝码，注意操作时应尽量轻拿轻放。每个砝码重 量为 0.5g，校准时采用(0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5)g，记录每个重量 对应的数字电压表读数。重量增加和重量减小两个方向都需测量。 （4）作出校准曲线，并用最小二乘法拟合出校准公式，计算力敏传感器的灵敏 度 K。 2． 测量水的表面张力系数 （1）测出吊环的内外直径，清洗表面皿和吊环。 （2）将表面皿安放在升降台上，必要时可使用双面胶与升降台面贴紧，调节底 座水平。 （3）用洗瓶在表面皿中注入待测的水，并将吊环挂在力敏传感器的挂钩上。 （4）从上向下看，顺时针转动升降台的升降螺母使液面上升，当吊环下沿均浸 入液体后，改为逆时针转动该螺母，使液面下降（相当于吊环上提） ，观 察吊环浸入液体及从液体中拉起的过程中数字电压表读数的变化情况。 （5）让液面继续下降，记录吊环拉破液面前一瞬间数字电压表的读数 U1，及 拉破液面后数字电压表的稳定读数 U2。 （6）计算水的表面张力系数并作不确定度分析。 3. 测量不同浓度乙醇溶液的表面张力系数 实验操作方法与内容 2 相同，但不同浓度的乙醇溶液需要实验者在实验前配 好并放在洗瓶中备用。要求作出表面张力系数随浓度的变化曲线。 注意：乙醇为易燃液体，实验过程中严禁明火。测量后的液体需回收，由实 验室统一处理。
图 1.2. 3 液体表面张力测量装置 1. 水平调节螺钉 2. 升降螺母 3. 透明表面皿 4. 吊环 5. 力敏传感器 6. 立柱 7. 传感器固定螺丝 8. 五芯屏蔽插头 9. 底座 10. 数字电压表 11. 调零旋钮
注意： （1）硅压阻力敏传感器的最大拉力不超过 0.098N（即 10 克力） ，故在悬挂吊环、增减砝码的 时候必须小心轻放，严禁大力拉拽和超重，否则极易损坏传感器。 （2） 力敏传感器对拉力非常敏感， 悬挂物体晃动时会使电压读数不断变化， 需等物体静止后再读数。
（2）数据处理与结果表达 ①以砝码质量为横坐标， 数字电压表读数为纵坐标， 画力敏传感器的标定曲线：
②用最小二乘法求标定曲线的拟合公式、 相关系数， 并求力敏传感器的灵敏度。
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实验 1.2 液体表面张力系数的测量