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实验报告

系P

实验题目：焦利氏秤法测量液体的表面张力

实验目的：学习并掌握用焦利氏秤法测量液体的表面张力的方法，加深对液体

表面张力的理解。

实验原理：

1.当液体和固体接触时，若固体和液体分子间的大于液体分子间的

，液体就会沿固体表面扩展，这种现象叫润湿。若固体和液体分子间的

小于液体分子间的，液体就不会在固体表面扩展，叫不润湿。润

湿与不润湿取决于液体、固体的性质。润湿性质与液体中杂质的含量、温度以

及固体表面的清洁程度密切相关，所以实验中要予以特别注意。

2.液体表层内分子力的宏观表现，使液面具有收缩的趋势。想象在液面上

划一条线，表面张力就表现为直线两侧的液体以一定的拉力相互作用。这种张

力垂直与改直线且与线的长度成正比，比例系数称为表面张力系数。

把金属丝AB弯成如图(a)所示的形状，并将其悬挂在灵敏的测力计上如图

（b）所示，然后把它浸到液体中。当缓缓提起测力计时，金属丝就会拉出一层

与液体相连的液膜，由于表面张力的作用，测力计的读数逐渐达到某一最大值

F（超过此值，膜即破裂），则F应当是金属丝重力mg与薄膜拉引金属丝的表

面张力之和。由于液膜有两个表面，若每个表面的力为F，则由

F=mg+2F……(1)

F−mg

得F=……(2)

2

显然表面张力F是存在于液体表面上任何一条分界线两侧间的液体的相互

作用拉力，其方向沿着液体表面，且垂直于该分界线。表面张力F的大小与分

界线的长度成正比。即

F=σl……(3)

σ称为表面张力系数，单位是N/m。表面张力系数与液体的性质，杂质和

温度有关。测定表面张力系数的关键是测量表面张力F′，应用焦利氏秤可以很方

便地测量液膜即将破裂时的F′值。

实验器材：焦利氏秤，砝码组，自来水，一定浓度的洗洁，两个烧杯，金

属圆托盘，金属丝，金属圈，钢板尺。

实验步骤：

确定焦力氏秤上锥形弹簧的劲度系数

把锥形弹簧，带小镜子的挂钩和小砝码盘依次安装到秤框内的金属杆上。

调节支架底座的底脚螺丝，使秤框垂直，小镜子应正好位于玻璃管中间，

挂钩上下时不至与管摩擦。

逐次在砝码盘内放入砝码，调节升降钮，做到三线对齐。记录升降杆的

位置读数。分别用逐差法和作图法计算出弹簧的劲度系数。

测量自来水的表面张力系数

ds

用钢板尺测量金属圈的直径和金属丝两脚之间的距离。

取下砝码和砝码盘，挂上已过的金属圈，将其放入水中，仍保持三

线对齐，记下升降杆读数。

把盛有自来水的烧杯放在焦利氏秤平台上，调节平台的微调螺丝和升降