用力敏传感器测定液体表面张力系数详解.ppt

测定液体表面张力系数 实验目的 1．学习用砝码对硅压阻力敏传感器进行定标,计算该传感器的灵敏度,掌握传感器的定标方法； 2．观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象,并用物理学基本概念和定律进行分析和研究,加深对物理规律的认识； 3．测量纯水和其它液体的表面张力系数； 4．测量液体的浓度与表面张力系数的关系（如酒精不同浓度时的表面张力系数）。 实验仪器 液体表面张力系数测定仪、垂直调节台、硅压阻力敏传感器、铝合金吊环、0.5g片码（7只）、吊盘、玻璃皿（2个）、镊子钳、游标卡尺、支架 1、调节螺丝 2、升降螺丝 3、玻璃器皿 4、吊环 5、力敏传感器 6、支架 7、固定螺丝 8、航空插头 9、底座 10、数字电压表 11、调零旋钮 实验原理 用拉脱法测定液体表面的张力系数 若金属片为环状吊片时， （1） F为脱离力D1、D2分别为内外径,a为液体的表面张力系数 （2） F为外力的大小，B为力敏传感器的灵敏度，U1、U2为电压值 实验原理 由（1）式和（2）式可得出液体表面张力系数为 （3） 实验步骤 1、力敏传感器的定标 1 打开仪器的电源开关，将整机预热15分钟以上，才可对力敏传感器定标 （2）将砝码盘挂在硅压阻力敏传感器的钩上，在加砝码前应首先对仪器调零，调节液体表面张力系数测定仪调零旋钮，使数字电压表显示为零。 （3）在砝码盘上分别加0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g、3.0g、3.5g等质量的砝码，并记录这些砝码力F的作用下相应的数字电压表读数值U。 （4）由（2）式，利用最小二乘法作直线拟合，求出传感器灵敏度B。 实验步骤 2、环的测量与清洁 （1）用游标卡尺测量金属圆环的外径 和内径 。 （2）环的表面状况对测量结果有很大的影响。实验前应清洗玻璃器皿，清洗方法是将金属环状吊片在NaOH溶液中浸泡20--30秒，然后用净水洗净，并用热吹风烘干。 实验中需注意：工作室不宜风力较大，以免吊环摆动致使零点波动，导致所测系数不准确。吊环水平须调节好，若偏差为 ，则测量结果引入误差为0.5%；若偏差为 ，则测量结果引入误差为1.6%。实验结束须将吊环用清洁纸擦干，用清洁纸包好，放入干燥缸内。 实验步骤 3、测量液体的表面张力系数 （1）在玻璃器皿内放入被测液体并安放在升降台上，然后将金属环状吊片挂在传感器的小钩上。调节升降台，将液体升至靠近环片的下沿，观察环状吊片下沿与待测液面是否平行。如果不平行。将金属环状吊片取下后，调节吊片上的细丝，使吊片与待测液面平行。 （2）调节容器下的升降台，使其渐渐上升，将环片的下沿部分全部浸没于待测液体。然后反向调节升降台，使液面逐渐下降。这时，金属环片和液面间形成一环形液膜，继续下降液面，测出环形液膜即将开始拉断一瞬间数字电压表读数值 （最大值）和液面拉断一瞬间数字电压表读数值 最小值 ， 、 是瞬间数字，只出现一次。 实验步骤 在测定液体表面张力系数过程中，可观察到液体产生的浮力与张力的情况与现象， 以顺时针转动升降台大螺帽时液体液面上升，当环下沿部分均浸入液体中时，改为逆时针转动该螺帽，这时液面下降，观察环浸入液体中及从液体中拉起时的物理过程和现象。特别注意吊环即将拉断液柱前一瞬间数字电压表读数值和拉断瞬间数字电压表读数值。 （3）将实验数据带入（3）式，求出液体的表面张力系数。 补充 一开始环片受到向下的重力、向上的拉力和浮力，随着液面的逐渐下降，会出现环形液膜，使环的的重力增大，浮力减小，所以拉力增大，当液膜离开水面的时候，浮力消失，此时拉力最大。 当液面继续下降的时候，环上的水逐渐减少，重力减小，所以拉力变小，当液膜拉断的一瞬间，水膜破裂，重力为环的重力，拉力也为环的重力，达到最小值。 注意事项 1．吊环须严格处理干净。可用NaOH溶液洗净油污或杂质后，用清洁水冲洗干净，并用热吹风烘干。 2．吊环水平须调节好，注意偏差1°，测量结果引入误差为0.5%；偏差2°，则测量结果引入误差1.6%。 3．仪器开机需预热15分钟。 4．在旋转升降台时，尽量使液体的波动要小。 5．工作室不宜风力较大，以免吊环摆动致使零点波动，所测系数不正确。 6．若液体为纯净水。在使用过程中防止灰尘和油污及其它杂质污染。特别注意手指不要接触被测液体。 7．力敏传感器使用时用力不宜大于0.098N。过大的拉力导致传感器损坏。 8．实验结束须将吊环用清洁纸擦干，用清洁纸包好，放入干燥缸内 思考题 （1）随着液体温度的变化，液体的表面张力系数会如何变化？ 答：表面张力系数随温度的升高而减小，近似地为线性关系 （2）液体中混入其他杂质后，液体表面张力系数会如何变化？ 答：加入杂质可促使液体表面张力系数增大或减小。一般