表面张力系数.doc

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1、物理实验报告一、实验题目：表面张力系数的测定二、实验目的：学习焦利氏秤独特的设计原理并用它测量液体的表面张力系数。三、实验原理：把金属丝AB弯成如图5.2.1-1(a)所示的形状，并将其悬挂在灵敏的测力计上，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（1）表面张力F’的大小与分界线的长度成正比。即（2）式中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

2、质有关，密度小而易挥发的液体σ小，反之σ较大；表面张力系数还与杂质和温度有关，测定表面张力系数的关键是测量表面张力F’。四、实验内容1．确定焦利氏秤上锥形弹簧的劲度系数（1）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，使秤框竖直，小镜子应正好位于玻璃管中间，挂钩上下运动时不致与管摩擦。（2）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。用逐差法和作图法计算出弹簧的劲度系数。1．测量自来水的表面张力系数（1）用钢板尺测量金属圈的直径和金属丝两脚之间的距离s。（2）取下砝码，在砝码盘下挂上已清洗过的金属

3、圈，仍保持三线对齐，记下升降杆读数l0。（3）把盛有自来水的烧杯放在焦利氏秤台上，调节平台的微调螺丝和升降钮，使金属圈浸入水面以下。（4）缓慢地旋转平台微调螺丝和升降钮，注意烧杯下降和金属杆上升时，始终保持三线对齐。当液膜刚要破裂时，记下金属杆的读数。测量3次，取平均，计算自来水的表面张力系数和不确定度。2．测量肥皂水的表面张力系数用金属丝代替金属圈，重新确定弹簧的起始位置l0，测量步骤同2。五、实验数据记录：1、确定焦利氏秤上锥形弹簧的劲度系数：位置读数/cm5.175.656.106.607.10砝码重/g00.51.01.52.0位置读数/cm7.578.028

4、.518.989.45砝码重/g2.53.03.54.04.5表5.2.2—12、测量自来水的表面张力系数金属圈直径D/cm3.593.583.60两脚距离s。/cm4.914.904.91升降杆读数/cm5.51金属杆的读数/cm7.357.337.34表5.2.2—23、测量肥皂水的表面张力系数升降杆读数/cm5.86金属杆的读数/cm6.406.426.42表5.2.2—3六、实验数据分析:1.确定焦利氏秤上锥形弹簧的劲度系数:（1）作图法处理数据:图5.2.2—1LinearRegressionforData1_B:Y=A+B*XParameterValueE

5、rror------------------------------------------------------------A5.171090.0083B0.952850.00311------------------------------------------------------------RSDNP------------------------------------------------------------0.999960.0141210<0.0001-由图求得斜率为:B=0.95285N/m得弹簧的劲度系数为k==0.9338N/m(2）逐

6、差法处理数据:B==0.9528N/mk==0.9337N/m二者平均值0.9338N/m2.测定自来水的表面张力系数:123平均值标准偏差金属圈直径D/cm3.593.583.603.590.01升降杆读数/cm5.51金属杆的读数/cm7.357.337.347.340.01表5.2.2—4=0.0359σ=1.010-4=(1.010-4/)1.32=7.6210-5=0.0734σ=1.010-4=(1.010-4/)1.32=7.6210-5带入公式：得=0.0758N/m不确定度公式：代入数据得：=3.543»0.0004P=0.68所以结果最终表示为：=

7、0.0758±0.0004N/mP=0.683.测量肥皂水的表面张力系数:123平均值标准偏差两脚距离s。/cm4.914.904.914.9070.006升降杆读数/cm5.86金属杆的读数/cm6.406.426.426.4130.012表5.2.2—5=0.06413σ=1.210-4=(1.210-4/)1.32=9.1510-5=0.04907mσ=6.010-5=(6.010-5/)1.32=4.5710-5代入公式：得：=0.0526N/m不确定度公式：代入数据得：=0.00087»0.0009P=0.68所以最终结果为：=0.0526