液體表面張力系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告

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1、梧州學(xué)院學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告 成績(jī)： 指導(dǎo)教師： 專業(yè)： 班別： 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 實(shí)驗(yàn)人： 學(xué)號(hào)： 同組實(shí)驗(yàn)人： 實(shí)驗(yàn)名稱: 液體表面張力系數(shù)測(cè)定測(cè)定 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．學(xué)習(xí)液體表面張力系數(shù)測(cè)定儀的使用方法； 2．用拉脫法測(cè)定室溫下液體的表面張力系數(shù) 實(shí)驗(yàn)儀器：HLD_LST_II型液體表面張

2、力系數(shù)測(cè)定儀儀器清單 名稱 數(shù)量 備注 1、實(shí)驗(yàn)主機(jī) 1臺(tái) 2、實(shí)驗(yàn)裝置 1臺(tái) 托盤(pán)、升降臺(tái)大旋鈕 3、壓力傳感器 1臺(tái) 4、砝碼 7個(gè) 5、砝碼盤(pán) 1個(gè) 6、圓形吊環(huán) 1個(gè) 7、玻璃器皿 1個(gè) 8、說(shuō)明書(shū) 1份 9、國(guó)標(biāo)線 1根 10、合格證 1張 裝置介紹 實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)下圖。 1、硅壓阻力敏傳感器 2、吊環(huán)鉤 3、圓環(huán)形吊環(huán) 4、盛液體的玻璃皿裝被測(cè)量液體 5、托盤(pán) 6、升降臺(tái)大旋鈕， 7、水平調(diào)節(jié)的螺絲 8、水平儀 9、固定支架

3、 1 0、 傳感器接口． 11、傳感器信號(hào)顯示 1 2、調(diào)零旋鈕 l 3、電源開(kāi)關(guān) 注意事項(xiàng) 1．吊環(huán)應(yīng)嚴(yán)格處理干凈?？捎肗aOH溶液洗凈油污或雜質(zhì)后，用清潔水沖洗干凈，并用熱吹風(fēng)烘干。片碼用酒精洗干凈，并用熱吹風(fēng)烘干。 2．必須使吊環(huán)保持豎直和干凈，以免測(cè)量結(jié)果引入較大誤差。 3．實(shí)驗(yàn)之前，儀器須開(kāi)機(jī)預(yù)熱1 5分鐘。 4．在旋轉(zhuǎn)升降臺(tái)時(shí)，盡量不要使液體產(chǎn)生波動(dòng)。 5．實(shí)驗(yàn)室不宜風(fēng)力較大，以免吊環(huán)擺動(dòng)致使零點(diǎn)波動(dòng)，所測(cè)系數(shù)不準(zhǔn)確。 6．若液體為純凈水，在使用過(guò)程中防止灰塵和油污以及其它雜質(zhì)污染。特別注意手指不要接觸被測(cè)液體。

4、 7．玻璃器皿放在平臺(tái)上，調(diào)節(jié)平臺(tái)時(shí)應(yīng)小心、輕緩，防止打破玻璃器皿。 8．調(diào)節(jié)升降臺(tái)拉起水柱時(shí)動(dòng)作必須輕緩，應(yīng)注意液膜必須充分地被拉伸開(kāi)，不能使其過(guò)早地破裂，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不要使平臺(tái)搖動(dòng)而導(dǎo)致測(cè)量失敗或測(cè)量不準(zhǔn)。 9．使用力敏傳感器時(shí)用力不大于0.098N。過(guò)大的拉力傳感器容易損壞。嚴(yán)禁手上施力． 10．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后須將吊環(huán)用清潔紙擦干并包好，放入干燥缸內(nèi)。 【實(shí)驗(yàn)原理】 液體分子之間存在相互作用力，稱為分子力。液體內(nèi)部每一個(gè)分子周圍都被同類的其他分子包圍，它所受到的周圍分子的作用，合力為零。而液體的表面層(其厚度等于分子的作用半徑，約cm左右)內(nèi)的分子所處的環(huán)境

5、跟液體內(nèi)部的分子缺少了一半和它吸引的分子。由于液體上的氣相層的分子數(shù)很少，表面層內(nèi)每一個(gè)分子受到向上引力比向下的引力小，合力不為零，出現(xiàn)一個(gè)指向液體內(nèi)部的吸引力，所以液面具有收縮的趨勢(shì)。這種液體表面的張力作用，被稱為表面張力。 表面張力是存在于液體表面上任何一條分界線兩側(cè)間的液體的相互作用拉力，其方向沿液體表面，且恒與分界線垂直，大小與分界線的長(zhǎng)度成正比，即： (1) 式中稱為液體的表面張力系數(shù)，單位為，在數(shù)值上等于單位長(zhǎng)度上的表面張力。試驗(yàn)證明，表面張力系數(shù)的大小與液體的溫度、純度、種類和它上方的氣體成分有關(guān)。溫度越高，液體中所含雜質(zhì)越多，則表面張力系數(shù)越小

6、。 將內(nèi)徑為D 1，外徑為D2的金屬環(huán)懸掛在測(cè)力計(jì)上，然后把它浸入盛水的玻璃器皿中。當(dāng)緩慢地向上提起金屬環(huán)時(shí)，金屬環(huán)就會(huì)拉起一個(gè)與液體相連的水柱。由于表面張力的作用，測(cè)力計(jì)的拉力逐漸達(dá)到最大值F(超過(guò)此值，水柱即破裂)，則F應(yīng)當(dāng)是金屬環(huán)重力G與水柱拉引金屬環(huán)的表面張力f之和，即：F=G+f (2) 由于水柱有兩個(gè)液面，且兩液面的直徑與金屬環(huán)的內(nèi)外徑相同，則有 f=(D1+D2) （3） 則表面張力系數(shù)為 (4) 表面張力系數(shù)的值一般很小，測(cè)量微小力必須用特殊的儀器。本實(shí)驗(yàn)用FD-NST-I型液體表

7、面張力系數(shù)測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)量。FD-NST-I型液體表面張力系數(shù)測(cè)定儀用到的測(cè)力計(jì)是硅壓阻力敏傳感器，該傳感器靈敏度高，線性和穩(wěn)定性好，以數(shù)字式電壓表輸出顯示。 若力敏傳感器拉力為F時(shí)，數(shù)字式電壓表的示數(shù)為U，則有 (5) 式中B表示力敏傳感器的靈敏度，單位V／N。 吊環(huán)拉斷液柱的前一瞬間，吊環(huán)受到的拉力為=G+f；拉斷時(shí)瞬間，吊環(huán)受到的拉力為=G。 若吊環(huán)拉斷液柱的前一瞬間數(shù)字電壓表的讀數(shù)值為U1，拉斷時(shí)瞬間數(shù)字電壓表的讀數(shù)值為U2， 則有： ， (6) 故表面張力系數(shù)為 (7) 【實(shí)驗(yàn)

8、內(nèi)容與步驟】 1．開(kāi)機(jī)預(yù)熱1 5分鐘； 2．清洗玻璃器皿和吊環(huán)； 3．調(diào)節(jié)支架的底腳螺絲，使玻璃器皿保持水平； 4．測(cè)定力敏傳感器的靈敏度（公式） ① 預(yù)熱1 5分鐘后，在力敏傳感器上掛上吊盤(pán)，并對(duì)電壓表調(diào)零； ② 將7個(gè)質(zhì)量均為0.5g的片碼依次放入吊盤(pán)中(注：用鑷子將片碼放入吊盤(pán)中。吊盤(pán)晃動(dòng)將帶來(lái)電壓表的數(shù)字跳動(dòng))，分別記下電壓表的讀數(shù)～；再依次從吊盤(pán)中取走片碼，記下讀數(shù)~。將數(shù)據(jù)填入表1中。 5、測(cè)定水的表面張力系數(shù) ① 將盛水的玻璃器皿放在平臺(tái)上，并將潔凈的吊環(huán)掛在力敏傳感器的小鉤上，并對(duì)電壓表清零； ② 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)升降臺(tái)大螺帽使玻璃器皿中液面上升，當(dāng)環(huán)下沿部分均浸

9、入液體中時(shí)，改為順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)該螺帽，這時(shí)液面往下降(或者說(shuō)吊環(huán)相對(duì)往上升)。觀察環(huán)浸入液體中及從液體中拉起時(shí)的物理現(xiàn)象。記錄吊環(huán)拉斷液柱的前一瞬間數(shù)字電壓表的讀數(shù)值U1，拉斷時(shí)瞬間數(shù)字電壓表的讀數(shù)值U2。重復(fù)測(cè)量5次。 數(shù)據(jù)記錄及處理 表1 力敏傳感器靈敏度B的測(cè)定 次數(shù)ⅰ 砝碼質(zhì)量 增重時(shí)讀數(shù) 減重時(shí)讀數(shù) 平均值 1 2 3 4 5 6 7 用逐差法求 則 表2水的表面張力系數(shù)的測(cè)定（吊環(huán)內(nèi)徑= cm，外徑= cm）（水溫= ℃） 測(cè)量次數(shù) U1（mV） U2（mV） ΔU（mV） 1 2 3 4 5 誤差分析 查資料，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與準(zhǔn)確值比較，計(jì)算百分誤差。分析誤差原因，總結(jié)實(shí)驗(yàn)。