液体表面张力系数的测量1

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1、实验报告班级微电子101姓名贺鸿浩学号10105110日期2011.10.24室温26・2°C气压102・29kpa成绩教师实验名称液体表面张力系数的测量【实验目的】1•了解液体表面性质2.学习采用液体表面张力系数测定仪的使用方法3.学习用拉脱法测表面张力系数的原理和方法【实验仪器】液体表而张力测定装置、祛码盘和祛码、圆环型M片、卡尺、温度计【实验原理】1.拉脱法测量一个己知周长的金属圆环或金属片从待测液体表而脱离时所需的拉力，从而求得该液体表而张力系数的方法称为拉脱法。所需的拉力是山液体表而张力、环的内外径及液体材质、纯度等因素决定。2.吊环法和吊片法比较（1）吊环法：使用金属细线制成吊环时

2、，在液膜被拉破的瞬间接触角不接近于零，此时所测得的力是表面张力向下的分虽，因而所得表面张力系数误差较大，必须用修正公式对测屋结果进行修止。（2）吊片法：虽然液膜被拉破的瞬间接触角趋近于零，但在具体测量时，由于吊片在拉脱过程中容易发生倾斜，实验时吊片的长度上限为3—4cm,而在测量力时，则希望力大一点，有利于提高测竝精确度。（3）片状巾环：新设计有一定厚度的片状笊环。经过对不同直径吊环的多次试验，发现当M环直径等于或略人于3.3cm时，在液膜被拉破的瞬间液体与金属环之间的接触角接近于零，此时接触面总周长约为20cm左右。在保持接触角为零时，能得到一个较人的待测力。1.实验原理使川片状吊环，在液膜

3、拉破前瞬间，考虑一级近似，认为液体的表面张力为：f=f+罚=口门（〃］+〃2）这里a为表面张力系数，坷、色分别为吊环的外径和内径。片状吊坏在液膜拉破前瞬间有：此时传感器受到的拉力幷和输出电压〃成正比，有：«=BR片状吊环在液膜拉破后瞬间冇：北=mg同样有仏=BFz片状吊环在液膜拉破前后电压的变化值可表示为：旳一近=a・△/，B（/）—/*2）二BaH（〃］+〃2）TJ-TJ由上式可以得到液体的表面张力系数为：（1=I2滋（D

4、+q）这里液膜拉断前瞬间电压农的读数,氐膜拉断后瞬间电压农的读数图2液膜的收缩实验内容（用拉脱法测量水的表面张力）：1.力做传感器进行定标，用最小二乘法作直线拟合，求出

5、传感器灵皱度氏2.游标卡尺测量金属圆环的内、外直径。3.金属坏状吊片挂在传感器的小钩上，调节升降台，将液体升至靠近坏片的卜-沿，观察坏状吊片下沿与待测液而是否平行，将金属坏状吊片取下后，调节吊片上的细丝，使吊片与待测液而平行。（注意：吊环中心、玻璃皿中心最好与转轴重合。）4•调节容器下的升降台，使其渐渐上升，将环片的F沿部分全部浸没于待测液体。然后反向调节升降台，使液而逐渐下降。这时，金属环片和液面间形成一环形液膜，出现“浸润”现彖，继续卜•降液而，测出坏形液膜即将拉断前一瞬间数字电压表读数值U1和液膜拉断后一瞬间数字电压表读数值U2。（注意:液膜断裂应发生在转动的过程中，而不是开始转动或转动

6、结束时，因为此时振动较厉害，应多次重复测量。）【实验步骤】1.开机预热（15分钟）2.将水盛入玻璃器皿内（1cm左右），用双面胶与升降台面贴紧固定。3.将祛码盘挂在力敏传感器的钩上1.对力皱传感器定标，在加祛码前首先对仪器调零2.测巾环内外胃径，挂上巾环，在测定液体表而张力系数过程屮，可观察到液体产生的浮力与张力的悄况与现象，以顺时针转动升降台人螺帽时液体液而上升，当环下沿部分均浸入液体屮时，改为逆时针转动该螺帽，这时液而往下降（或者说相对M环往上提拉），观察环浸入液体屮及从液体屮拉起时的物理过程和现象。特别应注意川环即将拉断液柱前一瞬间数字电压表读数值为小，拉断时瞬间数字电压表读数为6。记下

7、这两个数值。【实验数据记录及处理】•1祛码质最10-6kg增重读数viVmv减重读数vi"/mvVi二(vi，+v2'')/2等间距逐差产片+4—儿00.00102.8102.7102.75=V4一％1500.00127.0126.8126.9=92.8521000.00149.514&6149.05和2=V5_片31500.00172.2171.7171.95=93.8542000.00195.7195.5195.6况3=%_卩252500.00220、7220.8220.75=97.163000.00246.5245.8246.15况4=V7-V3735000.00270.9270.927

8、0.9=98.95=丄(列+况2+况3+况4)=23.923辱2.048x10哆丫2.巾环的内.外直径测量次数12345平均值内径D内33.1433.1633.2033.1833.1633.17外径D外34.8834.9434.8634.9234.8434.89测量次数Ui/mVU2/mVAU/niV1191.311&772.62189.411&371.13189.0118.270.84189.5