液体表面张力系数的测定报告模板

液体表面张力系数的测定实验报告模板

【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】由测定张力公式可知，液体产生的张力，与比例系数即液体表面张力

成正比，与线段长度成反比，因此本实验中利用圆环代替线段，通过测定张力Ff与圆环周长来测定液体表面张力。

圆环周长可以通过精密测量得到，而Ff=F-Mg。其中，F为弹簧弹力，需要先通过多次试验及误差处理，测得弹簧弹劲系数，再通过伸长量求得水膜破裂时的F大小。Mg是圆环即接触的水的总重量，可以通过弹簧平衡时的弹力读出。

【实验步骤】1、安装好仪器，将各部分悬挂完整，调节旋钮及螺丝，达到“三线

对其”状态。记录此时的读数L0

2、逐次在盘中加如1g的砝码，共九次，记录每次的读数L1、L2...L9

3、在加入第十枚砝码后，不记录读数，将其取下后，记录读数L'9，之后每次取下一枚砝码，依次记录读数。

4、以逐差法处理读数，并求出其弹劲系数k

5、将小圆环悬挂在弹簧下方，慢慢使小圆环接触水面。接触之后，下台水面，使小圆环弹出水面。记录此时读数S0。

6、再次使小圆环接触水面，缓慢下调水面，使之拉起水膜。保持三线对齐，保持水膜拉伸至极限，读出此时示数S。计算。重复五次试验，取平均值。与谭静（S-S0）系数k相乘，即可求得Ff

7、将Ff及给出的周长数据带入公式，即可求得液体表面张力。

【数据处理】

1.用逐差法计算弹簧的倔强系数K（实验温度：18C）

砝码数 0 增重读数(mm) 减重读数(mm) 平均数Li(mm) Li?5-Li(mm) 238.30 238.14 237.22 15.02 0

1 2 3 4 241.22 244.52 247.24 250.32 241.10 244.00 247.34 250.28 253.0 256.44 259.74 262.54 265.52 21.16 244.26 247.29 250.30 253.24 256.33 259.63 262.61 265.52 15.15 15.37 15.32 15.22 5 253.48 6 7 8 9 256.22 259.52 262.68 265.52 14?L??(Li?5-Li)???????mm

5i?0K?5g=3.2177 ?L??L??A??B????L??L?/(5?1)????????mm

2it0.95??L????????ｍｍ n?仪=0.02000mm 1.05??L??2A??2B=0.17197mm

?K??-5g???L???L?2?????2=36.366N/m 2．计算液体表面张力f

次数 1 2 初始位置S0(mm) 水膜破裂时读数Si(mm) ΔS=Si－S0(mm) 220.78 221.30 224.78 225.70 2?S(mm) 4.20 4.00 4.40 ??S????S??Si?/(2?1)?0.20000mm

?A??B?t0.95??S?0.49600mm n?仪?0.01905mm 1.05??S??2A??2B=0.49636mm

3. 金属环外、内直径的测量(本实验直接给学生结果)

d1 d2

平均值(mm) 34.92 33.12 ??K?S?0.06322

?(d1?d2)3．计算表面张力系数?及不确定度

?????SK????????K?????S??0.71458N/m

????(d1?d2)???(d1?d2)4. 表面张力系数的理论值：??(75.5?0.15t)?10?3N/m?0.07325

22【误差分析】

在测量f时由于时间紧迫数据测量太少，导致实验偶然性增加，误差偏大，结果偏离较大

【思考题】

1. 用焦利称测量微小力的依据是什么？ 答：焦利秤的最小量程为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：金属圆环与上面所带水的重力，金属丝向上的拉力，水的表面张力。 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：金属圆环要保持水平，水膜应达到刚好破裂的状态。

4． 本实验中为何安排测（F—mg），而不是分别测F和mg？

答：因为式中的m是金属圆环和水的总重力，难以直接测量，故使用整体方法测量（F-mg）

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：液面上方气体温度越高，液体表面张力越小 液体中含杂质越多，液体表面张力越小

金属圆环应该与液面保持平行，否则会使测量结果偏大