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1、實(shí)驗(yàn)題目 液體表面張力系數(shù)的測(cè)定
液體的表面張力是表征液體性質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)，測(cè)量液體的表面張力系數(shù)有多種方法，拉脫法是測(cè)量液體表面張力系數(shù)常用的方法之一，該方法的特點(diǎn)是用秤量?jī)x器直接測(cè)量液體的表面張力，測(cè)量的方法直觀，概念清楚。拉脫法測(cè)量液體表面張力，對(duì)測(cè)量力的儀器要求較高，由于用拉脫法測(cè)量液體表面的張力約在110-3～110-2N之間，因此需要的有一種量程較小、靈敏度高、且穩(wěn)定好的測(cè)量力的儀器。近年來(lái)，新發(fā)展的硅壓阻式力敏傳感器張力測(cè)定儀正能滿足測(cè)量液體表面張力的需求，它比傳統(tǒng)的焦利秤、扭秤等靈敏度高，穩(wěn)定性好，且可數(shù)字信號(hào)顯示，利于計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)測(cè)量。
為了對(duì)各類液體的表面張力系數(shù)的不
2、同有深刻的理解，在對(duì)水進(jìn)行測(cè)量以后，再對(duì)甘油進(jìn)行測(cè)量，這樣可以明顯觀察到表面張力系數(shù)隨溶液濃度的變化現(xiàn)象，從而對(duì)這個(gè)概念加深理解。
【目的要求】
1、掌握用拉脫法測(cè)量液體的表面張力系數(shù)。
2、測(cè)量不同濃度的溶液的表面張力系數(shù)，觀察掌握表面張力系數(shù)隨溶液濃度的變化而變化的現(xiàn)象，加深對(duì)表面張力系數(shù)的理解。
【儀器用具】液體表面張力測(cè)定儀、游標(biāo)卡尺、燒杯等。
【實(shí)驗(yàn)原理】
實(shí)驗(yàn)裝置，如下圖，其中，液體表面張力測(cè)定儀，包括硅擴(kuò)散電阻，非平衡電橋的電源和測(cè)量電橋失去平衡時(shí)輸出電壓大小的數(shù)字電壓表，鐵架臺(tái)、微調(diào)升降臺(tái)、裝有力敏傳感器的固定桿、盛液體的玻璃皿和圓環(huán)形吊環(huán)片。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)環(huán)的直徑在
3、3厘米附近而液體和金屬環(huán)接觸角近似為零時(shí)，運(yùn)用公式F=απ (D1+D2)測(cè)量各種液體的表面張力系數(shù)的結(jié)果較為正確。
測(cè)量一個(gè)已知周長(zhǎng)的金屬片從待測(cè)液體表面脫離時(shí)需要的力，求得該液體表面張力系數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法稱為拉脫法。若金屬片為環(huán)狀吊片時(shí)，可認(rèn)為脫離力為表面張力系數(shù)乘以脫離表面的周長(zhǎng)，
即：F=απ (D1+D2)…F為脫離力，D1、D2分別為圓環(huán)的內(nèi)、外徑，α為液
體的表面張力系數(shù)。
硅壓阻式力敏傳感器由彈性梁和貼在梁上的傳感器芯片組成，其中芯片由四個(gè)硅擴(kuò)散
電阻集成一個(gè)非平衡電橋。當(dāng)外界壓力作用于金屬梁時(shí)，在壓力作用下，電橋失去平衡。此時(shí)將有電壓信號(hào)輸出，輸出電壓大小與所加外力
4、成正比：ΔU=KF
式中F為外力，K為硅壓阻式力敏傳感器的靈敏度，ΔU為傳感器輸出電壓的大小。所
以
【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求】
1、力敏傳感器的定標(biāo)；
砝碼質(zhì)量/g
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
電壓/mv
北京的重力加速度(北緯39056`):g=9.8012m/s2
經(jīng)最小二乘法擬合,得K= mv/N,擬和直線相關(guān)系數(shù)r=
2、測(cè)金屬環(huán)內(nèi)外徑
外徑D1/ cm ,內(nèi)徑 D2/cm，記下水的溫度： 0C
3、環(huán)的測(cè)量與清洗；
4、測(cè)量液體的表面張力系數(shù)
編號(hào)
U1/mv
U2/mv
△U/mv
F/N
∝/N.m-1
1
2
3
4
5
5、測(cè)甘油的表面張力系數(shù)
編號(hào)
U1/mv
U2/mv
△U/mv
F/N
∝/N.m-1
1
2
3
4
5
【思考題】
1、為什么做實(shí)驗(yàn)時(shí)要求將環(huán)用酒精清洗干凈？
2、為什么測(cè)表面張力時(shí)，要求動(dòng)作要慢，又要防止儀器受振動(dòng)，特別是水膜要破裂時(shí)？
實(shí)驗(yàn)題目液體表面張力系數(shù)的測(cè)定
