用力敏传感器测定液体表面张力系数

实验原理
用拉脱法测定液体表面的张力系数 若金属片为环状吊片时，
F D1 D2
（1）
F为脱离力D1、D2分别为内外径,a为液体的表面张力系数
F (U1 U2 ) / B
（2）
F为外力的大小，B为力敏传感器的灵敏度，U1、U2为电压值
实验原理
由（1）式和（2）式可得出液体表面张力系数为
• （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
出环形液膜即将开始拉断一瞬间数字电压表读数值
和液面拉断一瞬间数字电压表读数值 是瞬间数字，只出现一次。
U 2(最小值)，
U
（最大值） 1 U1、U 2
（U1 U2）/ B (D1 D2 )
（3）
实验步骤
• 1、力敏传感器的定标
• (1)打开仪器的电源开关，将整机预热15分钟以上，才可对力敏 传感器定标
• （2）将砝码盘挂在硅压阻力敏传感器的钩上，在加砝码前应 首先对仪器调零，调节液体表面张力系数测定仪调零旋钮，使数 字电压表显示为零。
• （3）在砝码盘上分别加0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g、 3.0g、3.5g等质量的砝码，并记录这些砝码力F的作用下相应的 数字电压表读数值U。
补充
一开始环片受到向下的重力、向上的拉力和浮力， 随着液面的逐渐下降，会出现环形液膜，使环的的重 力增大，浮力减小，所以拉力增大，当液膜离开水面 的时候，浮力消失，此时拉力最大。
当液面继续下降的时候，环上的水逐渐减少，重 力减小，所以拉力变小，当液膜拉断的一瞬间，水膜 破裂，重力为环的重力，拉力也为环的重力，达到最 小值。
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1°，测量结果引入误差为0.5%； 偏差2°，则测量结果引入误差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．工作室不宜风力较大，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。过大的拉力导致传感器 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
思考题
（1）随着液体温度的变化，液体的表面张力系数会如何 变化？
答：表面张力系数随温度的升高而减小，近似地为线性 关系
（2）液体中混入其他杂质后，液体表面张力系数会如何 变化？
答：加入杂质可促使液体表面张力系数增大或减小。一 般说来醇、酸、醛、酮等有机物质大都是表面活性物质 ，比水的表面张力系数小得多。例如，在钢液结晶时， 加入少量的硼，就是为了促使液态金属加快结晶的速度 。
谢谢观看
实验步骤
• 观U察到U1液U体2 产生在的测浮定力液与体张表力面的张情力况系与数现过象程，中，可 • 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。特别注意吊环即将拉断液柱前一瞬 间数字电压表读数值和拉断瞬间数字电压表读数值。 • （3）将实验数据带入（3）式，求出液体的表面张力 系数。
实验仪器
液体表面张力系数测定仪、垂直 调节台、硅压阻力敏传感器、铝 合金吊环、0.5g片码（7只）、吊 盘、玻璃皿（2个）、镊子钳、游 标卡尺、支架
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、调零旋钮
实验中需注意：工作室不宜风力较大，以免吊环摆动致使零点
波动，导致所测系数不准确。吊环水平须调节好，若偏差为 1 ，
则测量结果引入误差为0.5%；若偏差为 2 ，则测量结果引入误差 为1.6%。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。
实验步骤
Baidu Nhomakorabea
• 3、测量液体的表面张力系数
• （1）在玻璃器皿内放入被测液体并安放在升降台上，然后将金 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。将金属环状吊片取下后，调节吊片上的细丝，使吊片与待测 液面平行。
• （4）由（2）式，利用最小二乘法作直线拟合，求出传感器灵 敏度B。
实验步骤
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）环的表面状况对测量结果有很大的影响。实验前应清洗玻璃器 皿，清洗方法是将金属环状吊片在NaOH溶液中浸泡20--30秒，然后 用净水洗净，并用热吹风烘干。
测定液体表面张力系数
实验目的
1．学习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,掌握传感器的定标方法；
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）。