用多种方法测量液体表面张力系数进而影响液体表面张力系数的因素 实验报告..doc

专题实验与创新 探究项目 用多种方法测量液体表面张力系数 进而影响液体表面张力系数的因素 指导老师： 郭 颖 实验小组成员：杜 鸣 郭延军 王江涛 时间：2012.05.09 实验准备 专题实验研究与创新，为此系上专门停课两周让我们进行探究。在没有其他课程的影响下，我们组决定探究液体表面张力系数以及影响它的一些因素。资料查了很多，方法也决定了很多。最终的决定在慎之而慎的情况下，由彼此说服的方式而确定下来。 然后我们讨论了实验的大致步骤。 首先是实验的目的。这是至关重要的，它决定了我们实验的方向。生活实话，在以前的实验中，对于实验这个探究事物原理的方式并没有进行深入的了解，那么每次试验则是由一种轻视的态度进行的。借此机会，我们想完完全全的做一次实验，切地的将它贯彻下来。我们设计本次试验从两个大的方面进行： 提高动手操作能力，掌握一些实验技巧，像解决实验问题的思考方式。 二、自主创新实验，设计一个实验，虽然只是实验的一部分。 第二是查询资料，了解实验原理、选择实验方法、设计实验步骤和与指导老师交流了解实验室现有的实验器材，修正实验器材，优化实验步骤。在此期间我们为实验器材大为苦恼，物理实验室中大多数是电子器材和一些机械器材。而我们的实验却需要一些玻璃器材：玻璃板、毛细血管、培养皿等。 第三是进行实验，在完善精细的理论也是用来指导实践的，所以实验室至关重要的。在实验中发现问题，再进行讨论使我们制定的理论成为一套可行的方法。 第四就是处理实验数据，进行总结。 用多种方法测量液体表面张力系数 进而影响液体表面张力系数的因素 资料 实验说明： 液体表面张力是表征液体性质的一个重要参数。液体表面张力系数的测量有多种方法，常用的有拉脱法、毛细管法、平板法、最大泡压法和滴重法。本实验准备用两种以上的方法测量液体表面张力，了解各种方法的特点，并通过实验进一步了解液体表面张力与其浓度、温度的关系。 参考书籍与材料： 沈元华．《设计性研究性物理实验教程》．复旦大学出版社。 张怀作．《大学物理实验》．科学出版社。 吴俊林．《基础物理实验》。科学出版社。 实验目的： 多种方法测量水的表面张力系数，对比各种方法的优缺点； 熟练掌握用各种方法测量水的表面张力系数，并学会测量其他液体表面张力系数； 锻炼实验动手，创新能力。 实验器材： 焦利氏秤，Π型金属丝框，法码，游标卡尺，玻璃杯，酒精，金属镊子， 温度计及自来水,读数显微镜，小型注射器，食盐，玻璃板，螺旋测微器，粗细不等的细金属丝。 实验原理： （一）拉脱法 许多涉及液体的物理现象都与液体的表面性质有关，液体表面的主要性质就是表面张力。例如液体与固体接触时的浸润与不浸润现象、毛细现象、液体泡沫的形成等，工业生产中使用的浮选技术，动植物体内液体的运动，土壤中水的运动等都是液体表面张力的表现。 液体表面层中分子的受力情况与液体的内部不同。在液体内部，任一个分子受其他分子引力、斥力在各方向上均相等，则所受的合力为0；而在表面层，由于液体上方气体分子密度较小，液体表面层分子间的距离大于正常距离，这时引力大于斥力。这种状态下，整个液面如同绷紧的弹性薄膜，这时产生的沿液面并使之收缩的力称为液体表面张力，用表面张力系数来描述。 液体的表面张力系数与液体的性质、杂质情况、温度等有关。当液面与其蒸汽相接触时，表面张力仅与液体性质及温度有关。一般来讲，密度小，易挥发液体小；温度愈高，愈小。 如果在液体表面想象一条直线段，那么,表面张力就表现为线段两边的的液面会以一定的拉力相互作用,此拉力方向垂直于线段,大小与此线段的长度成正比,即 （1） 其中，为液体表面张力系数,它表示单位长线段两侧液体的相互作用，国际制中单位为牛顿/米，记为N?M-1。 拉脱法测定液体表面张力系数是基于液体与固体接触时的表面现象提出的。由分子运动论可知，当液体分子和与其接触的固体分子之间的吸引力大于液体分子的内聚力时，就会产生液体浸润固体的现象。 现将一洁净Π型金属丝浸入水中，由于水能浸润金属，当拉起金属丝时，在Π型金属丝框内就形成双面水膜。设Π型金属丝的直径为，内宽为，重量，受浮力，弹簧向上的拉力，液体的表面张力为。则Π型丝的受力平衡条件为 （2） 设接触角为，由于水膜宽度为（L+d）,则表面张力为 （3） 缓慢拉起Π型丝至水面时，接