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1、液體表面張力系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?
1．學(xué)會(huì)用拉脫法測(cè)定液體的表面張力系數(shù)。
2．了解焦利氏秤的構(gòu)造和使用方法。
3．通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)液體表面現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。
【實(shí)驗(yàn)儀器】
焦利氏秤1把，U形金屬環(huán)1條，砝碼1盒，鑷子1把，玻璃皿1個(gè)，溫度計(jì)1支，酒精燈1個(gè)，蒸餾水100ml，游標(biāo)尺1把。
【實(shí)驗(yàn)原理】
圖3-1
由于液體分子與分子間的相互作用，使液體表面層形成一張緊的膜，其上作用著張力，叫做表面張力。設(shè)想在液面上作長(zhǎng)為L(zhǎng)的線(xiàn)段，線(xiàn)段兩側(cè)便有張力相互作用，其方向與L垂直，大小與線(xiàn)段長(zhǎng)度成正比，如圖3-1所示。即有
2、
式中為表面張力系數(shù)，其單位為。
表面張力系數(shù)是研究液體表面性質(zhì)所要用到的物理量，不同種類(lèi)的液體，值不同；同一種液體的值隨溫度上升而減??；液體不純凈，值也會(huì)改變。因此，在測(cè)定值時(shí)必須注明在什么溫度下進(jìn)行，液體必須保持純凈。
測(cè)量表面張力系數(shù)的方法很多，本實(shí)驗(yàn)用拉脫法測(cè)定。
圖3-2
將環(huán)形金屬環(huán)浸入液體中，然后慢慢拉起，這時(shí)在金屬環(huán)內(nèi)帶起了一層薄膜，如圖3-2所示。要想使金屬環(huán)由液面拉脫，必須用一定的力。
(注意有兩個(gè)表面)
（3-2）
本實(shí)驗(yàn)用焦利氏秤測(cè)出，然后代入式（3-2）計(jì)算出
3、值。
二、 儀器構(gòu)造
焦利氏秤實(shí)際上就是一個(gè)比較精確的彈簧秤，焦利氏秤的構(gòu)造如圖所示，用焦利氏秤測(cè)力是根據(jù)胡克定律
式中，為彈簧的勁度系數(shù)，等于彈簧 伸長(zhǎng)單位長(zhǎng)度的拉力, 為彈簧伸長(zhǎng)量，如果已知值，再測(cè)定彈簧在外力作用下的伸長(zhǎng)量，就可以算出作用力的大小。
【實(shí)驗(yàn)步驟】
一、值的測(cè)定
1．按圖3-3掛好彈簧，小指針和砝碼盤(pán)，再調(diào)節(jié)底板三角底座上的螺絲，使小指針處于鏡子中，能上下自由振動(dòng)且不與鏡子相碰；
2．調(diào)節(jié)旋鈕D，使鏡子上的標(biāo)線(xiàn)處于“三線(xiàn)重合”位置（鏡子刻線(xiàn)、
4、小指針和小指針的像重合），讀出標(biāo)尺上的讀數(shù)。如彈簧振動(dòng)不停，可將鑷子靠在彈簧上端，輕輕阻擋彈簧，即可停止振動(dòng)；
3．在砝碼盤(pán)上加1.0g、2.0g、3.0g、4.0g、5.0g、6.0g、7.0g、8.0g、9.0g的砝碼，調(diào)節(jié)小游標(biāo)，當(dāng)刻線(xiàn)重新處于“三線(xiàn)重合”位置時(shí)，讀出讀數(shù);
4． 再加入1.0g砝碼，然后依次取出1.0g砝碼，分別記下，取二者平均值，用逐差法求出彈簧的勁度系數(shù)。即
二、 的測(cè)定
1. 先用洗滌液，再用蒸餾水洗凈玻璃皿，把裝有蒸餾水的玻璃皿放在平臺(tái)上。用鑷子夾住金屬環(huán)在灑精燈上燒干，再掛在掛鉤上；
2. 調(diào)節(jié)旋鈕，使鏡子刻線(xiàn)處
5、于“三線(xiàn)重合”位置，讀出標(biāo)尺上的讀數(shù)；
3. 調(diào)節(jié)旋鈕，讓金屬環(huán)的水平部分和液面接觸（水平部分如果和液面不行，
可用鑷子調(diào)整金屬環(huán)幾次）；
4．觀察鏡子刻線(xiàn)是否在“三線(xiàn)重合”位置，如果不在，繼續(xù)調(diào)節(jié)旋鈕，直至標(biāo)線(xiàn)處于“三線(xiàn)重合”位置；
5．在鏡子刻線(xiàn)始終處于“三線(xiàn)重合”的情況下拉脫液膜，讀出讀數(shù)。這個(gè)過(guò)程的動(dòng)作應(yīng)緩慢，旋轉(zhuǎn)旋鈕使平面臺(tái)微降，液膜被拉起，這時(shí)彈簧伸長(zhǎng)，再不斷旋轉(zhuǎn)旋鈕控制平臺(tái)，直至液膜恰好破滅；
6．重復(fù)步驟2、3、4、5共5次，將數(shù)據(jù)記入表3-2中；
7． 用游標(biāo)尺測(cè)出金屬環(huán)的內(nèi)外直徑
【數(shù)據(jù)記錄與處理】
1. 利用上式計(jì)算出、
6、。
2. 根據(jù)溫度T，在-T表上查出該溫度下水的表面張力系數(shù)，與所測(cè)量的作比較，算出百分誤差。
表3-1 k值的測(cè)定
砝碼質(zhì)量/g
增重讀數(shù)/mm
減重讀數(shù)/mm
平均值/mm
0.0
218.00
218.00
218.00
1.0
221.08
221.12
221.10
2.0
223.64
223.66
223.65
3.0
226.50
226.52
226.51
4.0
229.36
229.4
7、0
229.38
5.0
232.46
232.48
232.47
6.0
235.38
235.42
235.40
7.0
238.34
238.38
238.36
8.0
241.44
241.48
242.46
9.0
244.36
244.40
244.38
mm
mm
mm
N/m
8、 （g=9.8）
表3-2 F的測(cè)定
T=__16___
次數(shù)
初始位置/mm
水膜破裂時(shí)讀數(shù)x/mm
彈簧的伸長(zhǎng)/mm
1
202.34
206.82
4.48
2
202.40
207.30
4.50
3
200.04
204.52
4.48
4
201.84
206.36
4.52
5
201.46
206.02
4.56
9、
相對(duì)不確定度
不確定度
張力系數(shù)
百分誤差=100%=_5.2%_____
【附表及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)】
表3-3 水對(duì)空氣的T表
TC
/N
TC
/N
2
0.0750
22
0.0722
4
0.0766
24
0.0719
6
0.0766
26
0.0717
8
0.0764
28
0.0714
10
0.0761
30
0.0711
12
0.0757
32
0.0709
14
0.0754
34
0.0705
16
0.0733
36
0.0702
18
0.0730
38
0.0698
20
0.0725
40
0.0695
液體表面張力系數(shù)測(cè)定物理實(shí)驗(yàn)
