液体表面张力系数测定的实验报告.doc

xx大学实验报告课 程物理实验实验项目液体表面张力系数的测定成 绩专业班级学 号实验日期姓 名同组人姓名指导教师一【实验目的】（1） 掌握力敏传感器的原理和方法（2） 了解液体表面的性质，测定液体表面张力系数。二【实验内容】用力敏传感器测量液体表面的张力系数三【实验原理】液体具有尽量缩小其表面的趋势,好像液体表面是一张拉紧了的橡皮膜一样。这种沿着表面的、收缩液面的力称之为表面张力.测量表面张力系数的常用方法：拉脱法、毛细管升高法和液滴测重法等。此试验中采用了拉脱法。拉脱法是直接测定法，通常采用物体的弹性形变(伸长或扭转）来量度力的大小。液体表面层内的分子所处的环境跟液体内部的分子不同。液体内部的每一个分子四周都被同类的其他分子所包围,他所受到的周围分子合力为零。由于液体上方的气象层的分子很少,表层内每一个分子受到的向上的引力比向下的引力小，合力不为零。这个力垂直于液面并指向液体内部。所以分子有从液面挤入液体内部的倾向，并使得液体表面自然收缩,直到处于动态平衡。假如在液体中浸入一块薄钢片，则钢片表面附近的液面将高于其它处的,如图1所示。FtFtFmg图1由于液面收缩而产生的沿切线方向的力Ft称之为表面张力,角称之为接触角。当缓缓拉出钢片时,接触角逐渐的减小而趋于零，因此Ft方向垂直向下。在钢片脱离液体前诸力平衡的条件为 F = mg + Ft （1）其中F是将薄钢片拉出液面的时所施加的外力，mg为薄钢片和它所沾附的液体的总重量。表面张力Ft与接触面的周长2（l+d）成正比,故有Ft = 2(l+d），式中比例系数称之为表面张力系数，数值上等于作用在液体表面单位长度上的力。将Ft代入式(1）中得 （2）当用环形丝代替薄钢片做此实验时，设环的内外直径为D1、D2,当它从液面拉脱瞬间传感器受到的拉力差f = Fmg =(D1+D2)，此时 (3）只要测出力f和环的内外直径，将它们代入式（3)，即可算出液体的表面张力系数。式中各量的单位统一为国际单位.四【实验仪器】（1） FD-NST-B 液体表面张力系数测定仪。（2） 砝码六个，每个质量0.500g五【实验步骤】（1） 开机预热。（2） 清洗玻璃器皿和吊环。（3） 在玻璃器皿内放入被测液体并安放在升降台上。（4） 将砝码盘挂在力敏传感器上，对力敏传感器定标。（5） 挂上吊环，测定液体表面张力系数。当环下沿全部浸入液体内时,转动升降台的螺帽，使液面往下降。记下吊环拉断液面瞬间时的电压表的读数U1，拉断后瞬间电压表的读数U2。则f=(U1U2)/B六【实验注意事项】（1） 轻轻挂上吊环,必须调节好水平.（2） 在旋转升降台时，尽量是液体的波动要小。（3） 工作室不宜风力较大,以免吊环摆动致使零点波动,所测系数不准确。七【数据记录与处理】 （1） 力传感器标定 g=9。749m/s2砝码个数（个)012345电压（+)（mv）10.525.641。156.371.887。0电压（)（mv）10。225.340。555.971.286。9电压平均（mv)10.425。440。856.171。587.0 （2） 水的表面张力测定 水温:23 挂环内径：3。31cm 挂环外径：3。50cm测定次数12345U169。469.268.868.668。5U211。811。711.511.211.3U1U2=57。4 (mv) （3)最小二乘法求灵敏度传感器电压与受力关系曲线应用最小二乘法程序直线拟合得: B=3.14 (V/N） （4） 计算水的表面张力表面张力 =1。83 (N)表面张力系数 =(1。83)/(3.31）+(3。50) =8.56 （N/m)八【实验参考书】大学物理实验 张怀作著百度文库物理实验 辽宁大学物理组九【实验小结】本次实验中,在老师的耐心指导下,我成功的完成拉此次实验.做完这实验自己懂得了不少的知识,了解了液体表面张力的一些性质,也明白了一些自然现象，如泡沫的形成，露珠为什么是球形等。这次实验做的挺成功的,我想成功主要原因有以下几点.第一,在实验前认真听老师讲解实验有关的知识、步骤、细节、注意事项等内容. 第二，课前认真预习了实验液体表面张力系数测定,对于实验的基本原理、实验的操作方法 以及实验时所注意的细节都有了一定的了解，这样在做实验时就不会手足无措.现在也真正的理解了老师当时对我们所讲的“预习对于做实验很重要”这句话.