液体表面张力实验报告.docVIP

液体表面张力实验报告

液体表面张力实验报告

液体表面张力实验报告

液体表面张力实验报告

【实验目的】

1．了解水的表面性质，用拉脱法测定室温下水的表面张力系数。

2．学会使用焦利氏秤测量微小力的原理和方法。

【实验仪器】

焦利秤,砝码，烧杯，温度计，镊子,水，游标卡尺等。

【实验原理】

表面张力f与线段长度L成正比.即有：

f=αL （1）

比例系数α称为液体表面张力系数,其单位为Ｎm-1.

将一表面洁净的长为L、宽为d的矩形金属片（或金属丝）竖直浸入水中，然后慢慢提起一张水膜，当金属片将要脱离液面，即拉起的水膜刚好要破裂时，则有

F=mg+f (2）

式中F为把金属片拉出液面时所用的力；mg为金属片和带起的水膜的总重量；f为表面张

力。此时，f与接触面的周围边界2（L＋d）,代入(2）式中可得

本实验用金属圆环代替金属片，则有

（式中d1、d2分别为圆环的内外直径）

【实验步骤】

调“三线对齐”

测量弹簧的倔强系数K

3。测（F—mg）值。

==

代入得

用卡尺测出d1、d2值,将数据代入即可求出α值

再记录室温，可查出此温度下蒸馏水的标准值α，并作比较。

【数据处理】

1.用逐差法计算弹簧的倔强系数（实验温度：180C）

砝码数

增重读数(mm)

减重读数(mm)

平均数(mm)

(mm）

0

234.06

234。18

234。12

10.27

1

236.52

236.72

236.62

10.50

2

238.54

238.72

238.63

10.73

3

240。52

240。60

240。56

11.06

4

242.56

242。76

242.66

11。00

5

244.54

245。24

244。39

?

?

?

?

?

6

247.06

247.18

247.12

7

249.14

249。58

249。36

8

251。60

251.64

251。62

9

253。66

253.66

253。66

2．计算液体表面张力

次数

初始位置S0（mm）

水膜破裂时读数Si(mm)

ΔS=Si－S0（mm)

(mm)

1

223.22

225.44

2。22

2.150

2

222。76

225。00

2.24

3

222.96

224。98

2。02

4

223。20

225。22

2。02

5

223。06

225。26

2.20

3。金属环外、内直径的测量(本实验直接给学生结果)

平均值(mm)

d1

?34。92

d2

?33.12

3．计算表面张力系数及不确定度

表面张力系数的理论值：

【误差分析】

1。水有杂质导致α值偏小

2。测量s时要避免水膜提前破裂导致实验误差较大

3。桌面的震动，空气流动，金属圆环底部不水平

4。仪器未调零，表面张力系数测定仪不稳定

5.拉脱过程不匀速,拉脱速度过快

6.圆环底部没有浸没到水中，圆环不稳定（晃动）

7。圆环直径测量不准确

【思考题】

1.用焦利称测量微小力的依据是什么？

答：焦利秤支架上设有游标，精度为0。02mm

2．金属圆环浸入水中,然后轻轻提起到底面与水面相平时，试分析金属圆环在竖直方向的受力。

答：竖直向上的拉力，竖直向下的重力和液体表面张力，且平衡抵消

3．分析（2)式成立的条件,实验中应如何保证这些条件实现？

答:(1）每次读数前须三线对齐（2)避免水膜提前破裂

4．本实验中为何安排测（F—mg），而不是分别测F和mg？

答：分开测量难度大且误差大

5.本实验影响测量的主要因素有哪些?这些因素使偏大还是偏小？

答：α与液体种类、纯度、温度和液面上方的气体成分有关。

液体温度越高,α值越小,液体杂质越多,α值越小。

【实验数据截图】