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液体表面张力实验报告
液体表面张力实验报告

【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】
表面张力 f 与线段长度 L 成正比.即有：

f = αL （1）

比例系数α 称为液体表面张力系数,其单位为Ｎm-1.

将一表面洁净的长为 L、宽为 d 的矩形金属片（或金属丝）竖直浸入水中，然后慢慢提 起一张水膜，当金属片将要脱离液面，即拉起的水膜刚好要破裂时，则有

F = mg + f (2）

式中 F 为把金属片拉出液面时所用的力；mg 为金属片和带起的水膜的总重量； f 为表面张

力。此时， f 与接触面的周围边界 2（L＋ d ）,代入(2）式中可得

本实验用金属圆环代替金属片，则有

（式中 d1、d2 分别为圆环的内外直径）

【实验步骤】
1. 调“三线对齐”
2. 测量弹簧的倔强系数K
3。测（F—mg）值。
==
代入得

4. 用卡尺测出d1、d2值,将数据代入即可求出α值
5. 再记录室温，可查出此温度下蒸馏水的标准值α，并作比较。

【数据处理】
1.用逐差法计算弹簧的倔强系数（实验温度：180C）
砝码数
增重读数(mm)
减重读数(mm)
平均数(mm)
(mm）
0
234.06
234。18
234。12
10.27
1
236.52
236.72
236.62
10.50
2
238.54
238.72
238.63
10.73
3
240。52
240。60
240。56
11.06
4
242.56
242。76
242.66
11。00
5
244.54
245。24
244。39

6
247.06
247.18
247.12
7
249.14
249。58
249。36
8
251。60
251.64
251。62
9
253。66
253.66
253。66

2．计算液体表面张力
次数
初始位置S0（mm）
水膜破裂时读数Si(mm)
ΔS=Si－S0（mm)
(mm)
1
223.22
225.44
2。22

2.150
2
222。76
225。00
2.24
3
222.96
224。98
2。02
4
223。20
225。22
2。02
5
223。06
225。26
2.20

3。 金属环外、内直径的测量(本实验直接给学生结果)

平均值(mm)
d1
 34。92
d2
 33.12

3．计算表面张力系数及不确定度

4. 表面张力系数的理论值：

【误差分析】
1。水有杂质导致α值偏小
2。测量s时要避免水膜提前破裂导致实验误差较大
3。桌面的震动，空气流动，金属圆环底部不水平
4。仪器未调零，表面张力系数测定仪不稳定
5.拉脱过程不匀速,拉脱速度过快
6.圆环底部没有浸没到水中，圆环不稳定（晃动）
7。圆环直径测量不准确

【思考题】
1. 用焦利称测量微小力的依据是什么？
答：焦利秤支架上设有游标，精度为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：竖直向上的拉力，竖直向下的重力和液体表面张力，且平衡抵消
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:(1）每次读数前须三线对齐（2)避免水膜提前破裂
4． 本实验中为何安排测（F—mg），而不是分别测F和mg？
答：分开测量难度大且误差大
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：α与液体种类、纯度、温度和液面上方的气体成分有关。
液体温度越高,α值越小,液体杂质越多,α值越小。

【实验数据截图】