表面张力系数测定实验
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
k Байду номын сангаасx 2l
在液膜破裂的瞬间弹簧所受的表面张力（略去水膜自重）为
f F mg k x
要测 ，只要测出
所以
(4)
k 、x 、l 即可。
实验内容
1.测量弹簧的倔强系数 k ：
① 挂好弹簧、小镜子及砝码盘， 调节 “三线对齐”。记录游标零线所指示的主 尺上的读数。 ② 依次在砝码盘中加入0.5 g的砝码， 共7个，每次“三线对齐”，记下标尺上 相应读数，然后再逐次取出0.5 g的砝码， 记下标尺上相应的读数。求出相同拉力下 读数的平均值。
相关知识
1. 液体表面
指液体与气体、液体与固体以及别种不相混合的 液体之间的界面。
2. 表面张力
液体的表面，由于 表面层（其厚度等于分子 的作用半径，约10-8 cm） 内分子的作用，存在着一 定的张力,称为表面张力。
液体表面层和内部分子受力示意图
3. 浸润与不浸润现象
当液体和固体接触时，若
固体和液体分子间的吸引力大
注意事项
1. 测量表面张力时，动作要慢，还要防止仪 器受振动。 2实验时要注意保护弹簧使其不受折损，不要 随意拉长或挂重物，要轻拿轻放，切忌用力拉。 3. ∏ 型金属丝框和烧杯中的水必须保持洁净， 不要用手触摸烧杯内侧和∏型金属丝，也不要 用手触及水面
返回
参考表格1--1
质量 0.0g 增重读数
减重读数 平均数
yi 4 yi
y
0.5g
1.0g
1.5g
2.0g
2.5g 3.0g
3.5g
实验内容
2.测量 x : 把∏型框挂在平面镜下端的挂钩上。 烧杯盛适当的水，放在平台上。调节∏型 框缓慢下降，使∏型框的横边恰好处于液 x0 。 面位置，“三线对齐”，记下标尺读数 然后一只手慢慢调节平台下的螺丝使烧杯 慢慢下降，另一只手慢慢调节手轮，弹簧 被拉长，在这一过程中要求保持“三线对 齐”，直至水膜恰好破裂为止。记下标尺 xi ，反复测量五次。 上的刻度
实验原理
如图所示：将一 表面洁净的∏型细金 属丝框浸入被测液体 内，然后缓缓拉起金 属丝框，可看到金属 丝带起一层液膜，与 此同时弹簧被拉长。 液膜拉起过程中接触 角 逐渐减小而趋 向于零，当薄膜刚好 破裂时，表面张力的 方向垂直向下。
设Π 形框长为l、直径为d，脱离液体前各力平衡的条件为
参考表格1—2
标尺零点读 数 0
x
水膜破裂 时读数 i
x
x xi x0
x
实验内容
3.测量 l : 把∏型框取下，用游标卡尺测量其长 度，反复测五次。
参考表格1--3
测量次数 1 2 3 4 5
l
li
数据处理
1、逐差法计算 y 并计算其不确 定度 y 2、计算 x 并计算其不确定度 x 3、计算 l 并计算其不确定度 l 4、计算 及其不确定度 并将 结果表示成
F mg f
触面的周长
(1)
式中F是将Π 形框拉出液面所施外力；
mg 为Π 形框和它所沾附的液体的总重量。由于表面张力与接
2(l d ) 成正比，故有
(2) 式中比例系数 为表面张力系数，由式（1）、（2） 并略去 d 得
，
f 2 (l d )
F mg 2l
(3)
实验仪器 焦 利 秤 金属丝框 砝 码 玻璃烧杯 游标卡尺
焦利秤简介
焦利秤实际上是一种 用于测微小力的精细弹簧 秤。结构如右图，一金属 套管 B 垂直竖立在三角底 座上，带有毫米标尺的圆 柱 A 套在金属套管内。在 金属套管 B 的上端固定有 副尺V，圆柱A顶端伸出的 支臂上挂一锥形弹簧 W 。 转动旋钮H可使圆柱A上下 移动，因而也就调节了弹 簧 W 的升降。弹簧上升或 下降的距离由主尺（圆柱 A）和副尺V来确定。
于液体分子间的吸引力，液体 就会沿固体表面扩张，形成薄 膜附着在固体上，这种现象称 为浸润；反之为不浸润现象。
浸 润 情 形 不 浸 润 情 形
接触角
4. 表面张力系数
想象在液面上划一条直线，表面张力就表现为直 线两旁的液膜以一定的拉力相互作用。拉力 f 存在于表 面层，方向恒与直线垂直，大小与直线的长度 L 成正比， 即
G 为固定在金属套管B 上一侧刻有半圆形刻线S2 的玻璃圆筒，N为挂在弹簧 W下端的两头带钩的小平 面镜，镜面上有一刻线S1。 实验时，使S1 、 S2 及S2在 小平面镜中的象S2´三者始 终重合，简称“三线对 齐”。用这种方法可保证 弹簧下端的位置是固定的， 加负载后向上拉动弹簧确 定伸长值。根据伸长值和 弹簧倔强系数确定外力大 小。Q为平台，转动其下端 的螺钉R时平台Q可升降。
f ＝ αL
式中α称为表面张力系 数，它等于沿液面作用在分 界线单位长度上的表面张力, 其单位为N· m-1。它的大小 与液体的成分、纯度、浓度 以及温度有关。
拉脱法测定液体 表面张力系数
实验目的 实验仪器 实验原理
实验内容 数据处理 注意事项
实验目的
1 、学习焦利秤测量微小力的原 理和方法。 2 、了解液体表面的性质，测定 液体的表面张力系数。 。
在液膜破裂的瞬间弹簧所受的表面张力（略去水膜自重）为
f F mg k x
要测 ，只要测出
所以
(4)
k 、x 、l 即可。
实验内容
1.测量弹簧的倔强系数 k ：
① 挂好弹簧、小镜子及砝码盘， 调节 “三线对齐”。记录游标零线所指示的主 尺上的读数。 ② 依次在砝码盘中加入0.5 g的砝码， 共7个，每次“三线对齐”，记下标尺上 相应读数，然后再逐次取出0.5 g的砝码， 记下标尺上相应的读数。求出相同拉力下 读数的平均值。
相关知识
1. 液体表面
指液体与气体、液体与固体以及别种不相混合的 液体之间的界面。
2. 表面张力
液体的表面，由于 表面层（其厚度等于分子 的作用半径，约10-8 cm） 内分子的作用，存在着一 定的张力,称为表面张力。
液体表面层和内部分子受力示意图
3. 浸润与不浸润现象
当液体和固体接触时，若
固体和液体分子间的吸引力大
注意事项
1. 测量表面张力时，动作要慢，还要防止仪 器受振动。 2实验时要注意保护弹簧使其不受折损，不要 随意拉长或挂重物，要轻拿轻放，切忌用力拉。 3. ∏ 型金属丝框和烧杯中的水必须保持洁净， 不要用手触摸烧杯内侧和∏型金属丝，也不要 用手触及水面
返回
参考表格1--1
质量 0.0g 增重读数
减重读数 平均数
yi 4 yi
y
0.5g
1.0g
1.5g
2.0g
2.5g 3.0g
3.5g
实验内容
2.测量 x : 把∏型框挂在平面镜下端的挂钩上。 烧杯盛适当的水，放在平台上。调节∏型 框缓慢下降，使∏型框的横边恰好处于液 x0 。 面位置，“三线对齐”，记下标尺读数 然后一只手慢慢调节平台下的螺丝使烧杯 慢慢下降，另一只手慢慢调节手轮，弹簧 被拉长，在这一过程中要求保持“三线对 齐”，直至水膜恰好破裂为止。记下标尺 xi ，反复测量五次。 上的刻度
实验原理
如图所示：将一 表面洁净的∏型细金 属丝框浸入被测液体 内，然后缓缓拉起金 属丝框，可看到金属 丝带起一层液膜，与 此同时弹簧被拉长。 液膜拉起过程中接触 角 逐渐减小而趋 向于零，当薄膜刚好 破裂时，表面张力的 方向垂直向下。
设Π 形框长为l、直径为d，脱离液体前各力平衡的条件为
参考表格1—2
标尺零点读 数 0
x
水膜破裂 时读数 i
x
x xi x0
x
实验内容
3.测量 l : 把∏型框取下，用游标卡尺测量其长 度，反复测五次。
参考表格1--3
测量次数 1 2 3 4 5
l
li
数据处理
1、逐差法计算 y 并计算其不确 定度 y 2、计算 x 并计算其不确定度 x 3、计算 l 并计算其不确定度 l 4、计算 及其不确定度 并将 结果表示成
F mg f
触面的周长
(1)
式中F是将Π 形框拉出液面所施外力；
mg 为Π 形框和它所沾附的液体的总重量。由于表面张力与接
2(l d ) 成正比，故有
(2) 式中比例系数 为表面张力系数，由式（1）、（2） 并略去 d 得
，
f 2 (l d )
F mg 2l
(3)
实验仪器 焦 利 秤 金属丝框 砝 码 玻璃烧杯 游标卡尺
焦利秤简介
焦利秤实际上是一种 用于测微小力的精细弹簧 秤。结构如右图，一金属 套管 B 垂直竖立在三角底 座上，带有毫米标尺的圆 柱 A 套在金属套管内。在 金属套管 B 的上端固定有 副尺V，圆柱A顶端伸出的 支臂上挂一锥形弹簧 W 。 转动旋钮H可使圆柱A上下 移动，因而也就调节了弹 簧 W 的升降。弹簧上升或 下降的距离由主尺（圆柱 A）和副尺V来确定。
于液体分子间的吸引力，液体 就会沿固体表面扩张，形成薄 膜附着在固体上，这种现象称 为浸润；反之为不浸润现象。
浸 润 情 形 不 浸 润 情 形
接触角
4. 表面张力系数
想象在液面上划一条直线，表面张力就表现为直 线两旁的液膜以一定的拉力相互作用。拉力 f 存在于表 面层，方向恒与直线垂直，大小与直线的长度 L 成正比， 即
G 为固定在金属套管B 上一侧刻有半圆形刻线S2 的玻璃圆筒，N为挂在弹簧 W下端的两头带钩的小平 面镜，镜面上有一刻线S1。 实验时，使S1 、 S2 及S2在 小平面镜中的象S2´三者始 终重合，简称“三线对 齐”。用这种方法可保证 弹簧下端的位置是固定的， 加负载后向上拉动弹簧确 定伸长值。根据伸长值和 弹簧倔强系数确定外力大 小。Q为平台，转动其下端 的螺钉R时平台Q可升降。
f ＝ αL
式中α称为表面张力系 数，它等于沿液面作用在分 界线单位长度上的表面张力, 其单位为N· m-1。它的大小 与液体的成分、纯度、浓度 以及温度有关。
拉脱法测定液体 表面张力系数
实验目的 实验仪器 实验原理
实验内容 数据处理 注意事项
实验目的
1 、学习焦利秤测量微小力的原 理和方法。 2 、了解液体表面的性质，测定 液体的表面张力系数。 。