液体表面张力的测定实验

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表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一 些，分子间的相互作用表现为引力，具有收缩趋势，所受合外力 指向液体内部，因此有向液体内部运动的趋势，就是表面张力产 生的原因。
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如果液面是水平的，则表面张力f也是 水平的。当平衡时，沿周界的表面张力 互相抵消。此时液体表面内外压相等， 而且等于表面上的外压力P0。
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1）.标定力传感器灵敏度(求斜率)；
UFBA
U为测量电压，F是拉力，B是灵敏度 2) 测量水的表面张力系数
U1 U2 (D1 D2)B
D2吊环外径; D1吊环内径; U1吊环脱离水面前电压极大值； U2吊环脱离水面后电压稳定值；
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四、实验仪器：
电压表
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五、实验步骤：
1.定标的实验步骤：
调节仪器水平 调传感器高度和位置，注意其水平。挂上挂环
后，调节传感器高度、方位、长度，让其处于 升降台的中央；在测量过程中不能变动。 挂上砝码托盘,打开电压表电源，将起始读数调 在10.0-50.0mV之间。 加砝码，稳定后读电压表示数（加、减砝码各 测一次）。
液体表面张力系数的测定
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一、表面张力现象与形成条件
为什么水面上的小昆虫能在水面上行走，而不会沉入水中？
用水吹不出气泡， 而洗衣粉水、肥皂水则可以？
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大珠小珠落玉盘
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二、表面张力的定性解释
分子间既有引力作用 又有斥力作用
f
d
o•
斥力
r0
引力
r
R
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液体表面张力产生的原因是 液体跟气 体接触的表面存在一个薄层，叫做表面 层。
操作注意事项
1. 挂上砝码托盘后，电压表起始读数调在10.0-50.0mV 之间；
2. 挂上吊环时要用力较轻，以免损坏传感器挂钩； 3. 调节传感器水平、高度和长短并在整个实验中保持
不变。同时，挂钩位置也不变； 4. 取放砝码必须用镊子不能用手直接拿； 5. 仔细检查吊环水平，在旋转升降台时，尽量使液体
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2.测量水的表面张力的实验步骤：
挂上吊环，注意挂环水平； 以顺时针转动升降台使液面上升至环下沿部分
没入液体中； 改为逆时针转动升降台使液面下降； 试测，若数据问题即可开始实验数据记录；观
察环浸入液体中及从液体中拉起时的电压表最
大读数U 1和拉断稳定后的读数 U 2
并记录在表格中。
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如果液面是弯曲的，则沿AB周界面上的表面张力f不是水平的 。当平衡时，表面张力将有一合力。
当液面为凸形时，合力指向液体内部。 表面内部的液体分子所 受压力必大于外部压力。
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当液面为凹形时，合力指向液体外部。 液体内部的压力将小于外面的压力。
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的波动要小； 6. 工作室不宜风力较大，以免吊环摆动致使零点波动，
所测系数不正确； 7. 完成实验后，将水盘中的水倒掉并擦拭干净；关掉
电源，摆放整齐。
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六、数据处理
1.力敏传感器定标
g=9.794 m/s2
砝码个数 力
பைடு நூலகம்
1
2
3
4
5
6
U+ U电压（mV，平均值）
砝码6个，每个质量0.500g，注意力的单位和数量级
影响表面张力的因素
温度 杂质含量
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三、实验测量方法:
拉脱法 毛细管升高法 液滴测重法 我们的实验采用第一种实验方法。装置示意图如下：
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拉脱法
1、基本原理
膜拉脱时的最大力
2、要解决的技术问题
微小变力的测量方法
3、微小变力的测量方法
非电量电测，通过物理效应将非电学量转换为电学量进 行测量。在本实验中利用压电效应将力转换为电压进行测 量。
响？ 6、怎么判断测量中拉脱装置圆环水平？ 7、表面张力系数系数测量除拉脱法，还可以用什么
方法
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测量数据的有效位数。
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思考与习题：
1、实验中用了什么方式测力？其基本原理是什么？ 2、水的表面张力系数与哪些因素有关？ 3、拉脱装置采用圆环相比其它形状有什么好处？ 4、拉脱装置若不干净，测量数据有什么变化？ 5、怎么判断测量中液面深度不一致对测量结果的影
一、力敏传感器定标
g=9.794 m/s2
砝码个数
1
2
3
4
5
6
电压 mV，
U1
U2
U3
U4
U5
U6
平均值
9.6
24.6
1、逐差法求灵敏度B
U4— U1= 44.4 U5- U2= 44.0 U6- U3=44.2
39.3
54.0
68.6
83.5
2、平均法求B 列出6个方程
前三个方程相加有 73.5=3.00gB +3A (1) 后三个方程相加有 206.1=7.50 gB +3A (2)
所以，
算出表面张力系数
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2.计算表面张力系数
测定
1
2
3
4
5
6
次数
U1（mV）
U2 (mV) U1-U2
计算公式
U1 U2 (D1 D2)B
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关于有效数字
20元=20.00元 ? 数字仪表显示 20mV=20.0 mV ? 20mV=19.5----20.4 mV （范围） 20.0 mV=19.95----20.04 mV（范围） 二者意义不一样。 计算时，中间结果的有效位数不能少于直接
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利用图解法求解B（参考值B=3.00V/N）
说明：1.横坐标是力，纵坐标为电压。注意标度、单位和数量级； 2.连线时必须连直线； 3.取点，取相距较远的两个非测量点并读出其值； 4.计算出传感器的灵敏度。 B应该取几位？
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数据处理举例 (注意单位、有效数字、数量级3.013）