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大学物理实验 B (设计性实验) 实验名称：不同液体表面张力系数的测定 学生姓名：付 杰 班 级：高材121 学 号指导教师：部德才 2014年6月15日 [引言] 液体表面张力系数是反映液体性质的一个重要物理量。在物理，化学，工农业，医学的领域中有着重要的应用，如在工业上的浮选输运技术等都要对表面张力进行研究。测量液体表面张力系数有多种方法，拉脱法、毛细管法和液滴测重法等，本实验采用了拉托法测液体表面张力系数 。 [摘要] 经典的拉脱法测定液体表面张力系数实验中探 讨不同液体液体表面层（厚度为分子作用半径，约为10-8cm）由于液面上方气相层的分子数很少，表面层内每个分子受到向上的力比向下的力要小，合力垂直于液面并指向液体内部。所以液体表面层具有尽量缩小其表面的趋势，这种沿着表面的收缩液面的力称为表面张力，液体表面单位长度上的表面张力，称为表面张力系数。 一个金属环固定在传感器上，将该环浸没于液体中，并渐渐拉起圆环，当它从液面拉脱瞬间传感器受到的拉力差值f为 =π(D1+D2)α 式中D1、D2分别为圆环外径和内径，为液体表面张力系数，所以液体表面张力系数为 = f /〔(D1+D2)〕 对于本实验装置所对应的参量，液体表面张力可表示为 f = (U1-U2) / B(D1+D2)，式中U1、U2分别为环在即将拉断水柱时数字电压表读数及拉断数字电压表的读数，B为力敏传感器灵敏度。B可以通过力敏传感器定标的方法计算出。本实验就是利用力敏传感器测出，U1、U2以及计算出的B，最后计算出的值。通过实验，我们可以了解D2、D1 。挂上吊环，按下降按钮，待吊环 浸入水中一定深度后停止，在计算机开始作图，按上升按钮，在液膜拉断的 过程中可以得到一个完整的曲线图。从中可以读取液膜拉断瞬间的电压变化 前后为U1、U2D1：37.94mm D2：34.46mm 力敏传感器定标，测量灵敏度B 质量:g 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 电压:mV 68.9 91.1 111.5 133.2 153.4 173.9 195.7 217.5 经计算得，灵敏度B = 4285.3 mV/N 自来水的表面张力系数测定 由表得，液膜拉断时前后的电压为： U1 = 93mV U2 = 34.4mV 经计算得，自来水的表面张力系数 α= 0.0601 N/m 食盐水的表面张力系数测定 由表得，液膜拉断时前后的电压为： U1 = 91.8mV U2 = 32.2mV 经计算得，食盐水的表面张力系数 α= 0.0611 N/m 果汁（橙汁）的表面张力系数测定 由表得，液膜拉断时前后的电压为： U1 = 92.1mV U2 = 35.9mV 经计算得，橙汁的表面张力系数 α= 0.0577 N/m 牛奶的表面张力系数测定 由表得，液膜拉断时前后的电压为： U1 = 67.3mV U2 = 42.2mV 经计算得，牛奶的表面张力系数 α= 0.0258 N/m 结果与讨论 食盐水属于无机盐水溶液，其表面张力系数大于自来水、橙汁和牛奶的表面张力系数。牛奶的表面张力系数远小于另外三种溶液的张力系数，主要原因是牛奶的粘滞系数比较大，所以液膜不容易被拉断，即表面张力系数会很低。而橙汁的浓度比较低，所以表面张力系数与自来水和食盐水的表面张力系数相接近。本实验的主要误差是来自与吊环与水面的不平行所造成的。 参考文献：[1]李学慧.《大学物理实验》[M].北京：高等教育出版社，2005：114 [2]李艳琴，张宏剑.不同种类杂质对液体表面张力系数的影响[R].大连大学物 理科学与技术学院，2013