表面张力系数的测定(拉脱法)

表面张力系数的测定（拉脱法）

一、实验目的：

1、用拉脱法测量室温下水的表面张力系数

2、学习约利秤的使用方法

二、实验仪器和用具：

约利秤、金属框、砝码、玻璃皿、温度计、游标卡尺、蒸馏水等。

三、实验原理：

设在力F 作用下弹簧伸长L ，根据胡克定律可知：F=KL 式中K 为弹簧的倔强系数。液体表面如同紧张的弹性薄膜，都有收缩的趋势，所以液滴总是趋于球形。这说明液体表面存在一种张力，它不是弹性形变引起的，被称为表面张力。

假设在液面上有一长度为L 的线段，则张力的作用表现在线段两侧液面以一定的力F 相互作用，而且力的方向与线段垂直，其大小与线段L 成正比，即F=TL ，T 为液体表面张力系数。将一金属框细线浸入水中后慢慢地将其拉出水面，在细线下面将带起一水膜，当水膜刚被拉断时，则有：

①F=W+·TL+Ldh ρg F ：向上的拉力 W ：金属框的重力和所受浮力之差

L ：金属线的长度 d ：细线的直径，即水膜的厚度 h ：水膜被拉断时的高度

ρ：水的密度 g ：重力加速度 Ldh ρg ：水膜的重量，由于细线的走私很小，所以这项值不大。由于水膜有前后两面，所以上式中的表面张力为2TL 。从式①可得：

L

g Ldh W F T 2)(ρ--=

四、实验内容

1、测量弹簧的劲度系数K

将弹簧挂在约利秤上，调节支架的底脚螺旋，使M 穿过G 的中心，这时弹簧将与A 柱平行。

在秤盘F 上加1.00克砝码，旋转E 使弹簧上升，直至三线重合为止。这时用游标读出标尺值L ，以后每加0.5 克砝码记一次L 值，直至加到3.5克时再逐渐减下来，用分组求差法,将多次测得数据取平均值，求出倔强系数K 值。

2、测（F-W ）值

将盛有洁净水的玻璃皿置于平台H 上，使金属框浸入水中，调节M ，使其刻线位于零点稍下方。

用一只手慢慢调节E ，使弹簧向上伸长，另一只手慢慢调节S ，使玻璃皿下降。要求在这过程，G 始终停在零点不动。当金属框刚好达到水面时，记下旋钮S 的位置S 1，继续转动E 和S ，直至水膜被破坏时为止，记下B 上标尺读数L 1（用游标读到0.1mm ）和旋钮S 的位置S 2。

用吸水纸将金属框及细丝上小水珠轻轻吸去，转动E 使金属框缓缓下降，直到G 回到零点，读出标尺读数L 2，则F —W=K （L 1—L 2） 。上述过程反复测量多次，取平均值。

3、求h 值，测量过程中S 1与S 2之差即为水膜的高度，因水膜重量和拉力相比很小，因此h 值不需测得很精密。

4、用游标卡尺测出金属丝l和直径d。

5、因表面张力随温度变化而变化，故需用温度计测出实验时的水

温。

6、计算表面张力系数及其不确定度。