《液體表面張力系數的測定報告模板》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《液體表面張力系數的測定報告模板（6頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、液體表面張力系數的測定實驗報告模板
【實驗目的】
1．了解水的表面性質，用拉脫法測定室溫下水的表面張力系數。
2．學會使用焦利氏秤測量微小力的原理和方法。
【實驗儀器】
焦利秤，砝碼，燒杯，溫度計，鑷子，水，游標卡尺等。
【實驗原理】液體具有盡量縮小其表面的趨勢，好像液體表面是一張拉緊了的橡皮膜一樣。這種沿著表面的、收縮液面的力稱之為表面張力。測量表面張力系數的常用方法：拉脫法、毛細管升高法和液滴測重法等。此試驗中采用了拉脫法。拉脫法是直接測定法，通常采用物體的彈性形變（伸長或扭轉）來量度力的大小。液體表面層內的分子所處的環(huán)境跟液體內部的分子不同。液體內部的每一個分子四周都被同類的
2、其他分子所包圍，他所受到的周圍分子合力為零。由于液體上方的氣象層的分子很少，表層內每一個分子受到的向上的引力比向下的引力小，合力不為零。這個力垂直于液面并指向液體內部。所以分子有從液面擠入液體內部的傾向，并使得液體表面自然收縮，直到處于動態(tài)平衡。
表面張力 f 與線段長度 L 成正比。即有：
f = αL （1）
比例系數α 稱為液體表面張力系數，其單位為Ｎm-1。
將一表面潔凈的長為 L、寬為 d 的矩形金屬片（或金屬絲）豎直浸入水中，然后慢慢提 起一張水膜，當金屬片將要脫離液面，即拉起的水膜剛好要破裂時，則有
F = mg + f （2）
式中 F 為把金屬片拉出液面時所用的力；
3、mg 為金屬片和帶起的水膜的總重量； f 為表面張力。此時， f 與接觸面的周圍邊界 2（L＋ d ）,代入（2）式中可得α = F ? mg2( L + d )
本實驗用金屬圓環(huán)代替金屬片，則有
α =
F ? mg
π (d1 + d2 )
式中 d1、d2 分別為圓環(huán)的內外直徑。
【實驗步驟】1．調 “三線對齊”
2． 測量彈簧的倔強系數 K
3．測（F－mg）值。
F ? mg = f = K ?S
代入得
K
α =
?S
π (d
+ d
)
1
2
4．用
4、卡尺測出 d1、d2 值，將數據即可算出水的α 值。
5. 再記錄室溫，可查出此溫度下蒸餾水的標準值α ，并做比較。
四、強調注意事項:
1．由于雜質和油污可使水的表面張力顯著減小，所以務必使蒸餾水、燒杯、金屬片保
持潔凈。
2．清潔后的用具，切勿用手觸摸，應有鑷子取出或存放。
3．測量 S 時要避免水膜提前破裂，否則實驗誤差較大，其中引起水膜提前破裂的因素 有：桌面的震動，空氣的流動，金屬圓環(huán)底部不水平等。【數據處理】
1.用逐差法計算彈簧的倔強系數（實驗溫度：180C）
砝碼數
增重讀數(mm)
減重讀數(mm)
平均數(mm)
(mm
5、)
0
246.82
246.32
246.57
49.56
1
255.78
254.82
255.05
50.00
2
264.62
264.44
264.61
50.60
3
275.44
275.32
275.38
50.69
4
284.32
285.42
284.87
49.95
5
296.44
295.82
296.13
6
305.22
304.88
305.05
7
315.24
315.18
315.21
8
326.32
325.82
326.07
9
334.52
6、
335.12
334.82
50.16
=0.976
0.485
0.584
=0.02mm
=0.560
=0.010
2．計算液體表面張力
次數
初始位置S0(mm)
水膜破裂時讀數Si(mm)
ΔS=Si－S0(mm)
(mm)
1
245.60
247.76
2.16
2.05
2
238.82
240.70
1.88
3
231.62
233.84
2.22
4
224.42
226.56
2.14
5
217.48
219.32
1.84
0.188
0.226
0.02mm
=0.226
3.
7、 金屬環(huán)外、內直徑的測量(本實驗直接給學生結果)
平均值(mm)
d1
34.92
d2
33.12
0.009
3．計算表面張力系數及不確定度
0.462
4.表面張力系數的理論值：0.0728
【誤差分析】
1. 定標時砝碼盤搖晃，會使傳感器受到大于砝碼盤（含砝碼）重力的力的作用，這會導致測得的電壓值偏大，致使定標獲得的k過大，導致最后求得的結果偏小
2. 如果吊環(huán)不水平，則會導致水面在下降過程中，水膜并不是同時破裂，實際作用于吊環(huán) 的水膜長度只是吊環(huán)周長的一小部分，這會會導致最后求得的結果偏小
3. 測定儀測量電壓值并不是連續(xù)的，需要一定的時間來進行反應
8、，若在水膜即將破裂時水面下降過快，傳感器尚未顯示出實際的最大電壓值， 吊環(huán)就已經脫離水面。這樣會導致所測得的張力過小，從而導致求得的系數過?。?
【思考題】
1. 用焦利稱測量微小力的依據是什么？
答：如果我們在砝碼托盤上加X克砝碼,彈簧伸長了某一長度,細金屬桿上鏡中的標線即向下移動,此時三線不再重合.轉動旋鈕使管向上移動,因而細金屬桿也隨之向上移動.當三線又重合時,在管及管的游標上可讀出第二個讀數,該讀數與第一個讀數這差就是彈簧在增加X克重量時所伸長的長度.
2．金屬圓環(huán)浸入水中，然后輕輕提起到底面與水面相平時，試分析金屬圓環(huán)在豎直方向的受力。
答：豎直向下的重力，液體表面張力沿豎直方向向下的分力，彈簧拉力
3． 分析（2）式成立的條件，實驗中應如何保證這些條件實現？
答：（2）式在欲脫離水膜而又恰未脫離的極限狀態(tài)時成立，應該保證金屬圓環(huán)水平拉
出水面
4． 本實驗中為何安排測（F—mg），而不是分別測F和mg？
答：因為直接測F比較麻煩，而且F改變得較小，可能需要力傳感器，實現起來不方便也不簡單。
5. 本實驗影響測量的主要因素有哪些？這些因素使偏大還是偏??？
答：實驗表明，與液體種類、純度、溫度和液面上方的氣體成分有關，液體溫度越
高a值越小，液體含雜質越多，值越小，只要上述條件保持一定，則是一個常數
原始數據：
液體表面張力系數的測定報告模板
