1、液体表面张力系数的测定实验报告【实验目的】1学会用拉脱法测定液体的表面张力系数。2了解焦利氏秤的构造和使用方法。3通过实验加深对液体表面现象的认识。【实验仪器】焦利氏秤 1 把，U 形金属环 1 条，砝码 1 盒，镊子 1 把，玻璃皿 1 个，温度计 1 支，酒精灯 1 个，蒸馏水 100ml，游标尺 1 把。【实验原理】由于液体分子与分子间的相互作用，使液体表面层形成一张紧的膜，其上作用着张力，叫做表面张力。设想在液面上作长为 L 的线段，线段两侧便有张力 相互作用，其方向与 L 垂直，大小与线段长f度 成正比，如图 3-1 所示。即有Lf式中 为表面张力系数，其单位为 。mN/表面张力系数
2、是研究液体表面性质所要用到的物理量，不同种类的液体，值不同；同一种液体的 值随温度上升而减小；液体不纯净， 值也会改变。因此，在测定 值时必须注明在什么温度下进行，液体必须保持纯净。图 3-1测量表面张力系数 的方法很多，本实验用拉脱法测定。将环形金属环浸入液体中，然后慢慢拉起，这时在金属环内带起了一层薄膜，如图 3-2 所示。要想使金属环由液面拉脱，必须用一定的力 。F(注意有两个表面)21fmgF（3-2） )(21dmgF本实验用焦利氏秤测出 ，然后代F入式（3-2）计算出 值。二、 仪器构造焦利氏秤实际上就是一个比较精确的弹簧秤，焦利氏秤的构造如图所示，用焦利氏秤测力是根据胡克定律xk
3、F式中， 为弹簧的劲度系数，等于弹簧 伸长单位长度的拉力, 为弹簧伸长量，如果已知 值，再测定弹簧在外力作xk用下的伸长量 ，就可以算出作用力 的大小。xF【实验步骤】一、 值的测定k1按图 3-3 挂好弹簧，小指针和砝码盘，再调节底板三角底座上的螺丝，使小指针处于镜子中，能上下自由振动且不与镜子相碰；图 3-22调节旋钮 D，使镜子上的标线处于“三线重合”位置（镜子刻线、小指针和小指针的像重合） ，读出标尺上的读数 。如弹簧振动不停，可将镊子靠在0x弹簧上端，轻轻阻挡弹簧，即可停止振动；3在砝码盘上加1.0g、2.0g、3.0g、4.0g、5.0g、6.0g、7.0g、8.0g、9.0g 的
4、砝码，调节小游标，当刻线重新处于“三线重合”位置时，读出读数;；、 987654321 LLL4再加入 1.0g 砝码，然后依次取出 1.0g 砝码，分别记下，取二者平均值，用逐差法求出弹簧的; 987654321 、劲度系数。即 2iiiL405)(1iiiLmgk二、 的测定mgF1. 先用洗涤液，再用蒸馏水洗净玻璃皿，把装有蒸馏水的玻璃皿放在平台上。用镊子夹住金属环在洒精灯上烧干，再挂在挂钩上；2. 调节旋钮，使镜子刻线处于“三线重合”位置，读出标尺上的读数 ；0S3. 调节旋钮，让金属环的水平部分和液面接触（水平部分如果和液面不行，可用镊子调整金属环几次） ；4观察镜子刻线是否在“三线
5、重合”位置，如果不在，继续调节旋钮，直至标线处于“三线重合”位置；5在镜子刻线始终处于“三线重合”的情况下拉脱液膜，读出读数 。这1S个过程的动作应缓慢，旋转旋钮使平面台微降，液膜被拉起，这时弹簧伸长，再不断旋转旋钮控制平台，直至液膜恰好破灭；6重复步骤 2、3、4、5 共 5 次，将数据记入表 3-2 中；7用游标尺测出金属环的内外直径 ；、 m94.304.321ddSkmgF)(21d【数据记录与处理】1. 利用上式计算出 、 。k2. 根据温度 T，在 -T 表上查出该温度下水的表面张力系数 ，与所测0量的 作比较，算出百分误差。表 3-1 k 值的测定砝码质量/g 增重读数 /mmi
6、L减重读数 /mmiL平均值 /mmiL0.0 218.00 218.00 218.001.0 221.08 221.12 221.102.0 223.64 223.66 223.653.0 226.50 226.52 226.514.0 229.36 229.40 229.385.0 232.46 232.48 232.476.0 235.38 235.42 235.407.0 238.34 238.38 238.368.0 241.44 241.48 242.469.0 244.36 244.40 244.38mm86.14Lmm471.02.1*378.059.*15)(20 tLAii
7、Lm2.mm472.02BLLm.86.1N/m （g=9.8）29.3k表 3-2 F 的测定T=_16_ ,c mN/073.次数 初始位置 /mm0S水膜破裂时读数 x/mm 弹簧的伸长 /mmS1 202.34 206.82 4.482 202.40 207.30 4.503 200.04 204.52 4.484 201.84 206.36 4.525 201.46 206.02 4.56mSii508.415mtSAiiS 043.2.1*0346.5*15)(9.52 mB02.mSS0472.2.58.N/06948.).7*14.3/(0.*293相对不确定度 mSL31.2.)(22 不确定度 N/07.31.*06948.张力系数 /2.百分误差= 100%=_5.2%_0【附表及实验数据】表 3-3 水对空气的 T 表0T C/N01mT C/N01m2 0.0750 22 0.07224 0.0766 24 0.07196 0.0766 26 0.07178 0.0764 28 0.071410 0.0761 30 0.071112 0.0757 32 0.070914 0.0754 34 0.070516 0.0733 36 0.070218 0.0730 38 0.069820 0.0725 40 0.0695
