表面张力系数测定实验 兰州理工大学.pptVIP

表面张力系数测定实验 相关知识 拉脱法测定液体表面张力系数 实验内容 数据处理 注意事项 实验目的 实验仪器 实验原理 实 验 目 的 1、学习焦利秤测量微小力的原理和方法。 2、了解液体表面的性质，测定液体的表面张力系数。 。 实验仪器 焦 利 秤 金属丝框 砝 码 玻璃烧杯 游标卡尺 焦利秤简介 焦利秤实际上是一种用于测微小力的精细弹簧秤。结构如右图，一金属套管B垂直竖立在三角底座上，带有毫米标尺的圆柱A套在金属套管内。在金属套管B的上端固定有副尺V，圆柱A顶端伸出的支臂上挂一锥形弹簧W。转动旋钮H可使圆柱A上下移动，因而也就调节了弹簧W的升降。弹簧上升或下降的距离由主尺（圆柱A）和副尺V来确定。 G 为固定在金属套管B上一侧刻有半圆形刻线S2的玻璃圆筒，N为挂在弹簧W下端的两头带钩的小平面镜，镜面上有一刻线S1。实验时，使S1 、 S2 及S2在小平面镜中的象S2′三者始终重合，简称“三线对齐”。用这种方法可保证弹簧下端的位置是固定的，加负载后向上拉动弹簧确定伸长值。根据伸长值和弹簧倔强系数确定外力大小。Q为平台，转动其下端的螺钉R时平台Q可升降。 * * 兰州理工大学物理实验中心 1. 液体表面 指液体与气体、液体与固体以及别种不相混合的 液体之间的界面。 2. 表面张力 液体的表面，由于 表面层（其厚度等于分子 的作用半径，约10-8 cm） 内分子的作用，存在着一 定的张力,称为表面张力。 液体表面层和内部分子受力示意图 3. 浸润与不浸润现象 当液体和固体接触时，若 固体和液体分子间的吸引力大 于液体分子间的吸引力，液体 就会沿固体表面扩张，形成薄 膜附着在固体上，这种现象称 为浸润；反之为不浸润现象。 浸润情形 不浸润情形 接触角 浸润情形 不浸润情形 4. 表面张力系数 想象在液面上划一条直线，表面张力就表现为直线两旁的液膜以一定的拉力相互作用。拉力 f 存在于表面层，方向恒与直线垂直，大小与直线的长度 L 成正比， 即 f ＝αL 式中α称为表面张力系 数，它等于沿液面作用在分 界线单位长度上的表面张力, 其单位为N·m-1。它的大小 与液体的成分、纯度、浓度 以及温度有关。 如图所示：将一表面洁净的∏型细金属丝框浸入被测液体内，然后缓缓拉起金属丝框，可看到金属丝带起一层液膜，与此同时弹簧被拉长。液膜拉起过程中接触角 逐渐减小而趋向于零，当薄膜刚好破裂时，表面张力的方向垂直向下。 实 验 原 理 设Π形框长为l、直径为d，脱离液体前各力平衡的条件为 (1) 式中F是将Π形框拉出液面所施外力； 为Π形框和它所沾附的液体的总重量。由于表面张力与接 成正比，故有 式中比例系数 为表面张力系数，由式（1）、（2） ，得 (3) 触面的周长 (2) 并略去 在液膜破裂的瞬间弹簧所受的表面张力（略去水膜自重）为 所以 (4) 要测 ，只要测出 、 、 即可。 1.测量弹簧的倔强系数 ： ①?挂好弹簧、小镜子及砝码盘， 调节“三线对齐”。记录游标零线所指示的主尺上的读数。 ② 依次在砝码盘中加入0.5 g的砝码，共7个，每次“三线对齐”，记下标尺上相应读数，然后再逐次取出0.5 g的砝码，记下标尺上相应的读数。求出相同拉力下读数的平均值。 实验内容 参考表格1--1 0.0g 3.5g 3.0g 2.5g 2.0g 1.5g 1.0g 0.5g 平均数 减重读数 增重读数 质量 * * * *