液体表面张力系数测定物理实验.pdfVIP

液体表面张力系数的测定实验报告 【实验目的】 1．学会用拉脱法测定液体的表面张力系数。 2．了解焦利氏秤的构造和使用方法。 3．通过实验加深对液体表面现象的认识。 【实验仪器】 焦利氏秤 1 把，U 形金属环 1 条，砝码 1 盒，镊子 1 把，玻璃皿 1 个，温度 计 1 支，酒精灯 1 个，蒸馏水 100ml，游标尺 1 把。 【实验原理】 由于液体分子与分子间的相互作用，使液体表面 层形成一张紧的膜，其上作用着张力，叫做表面张 力。设想在液面上作长为 L 的线段，线段两侧便有张 力f 相互作用，其方向与 L 垂直，大小与线段长度L 成正比，如图 3-1 所示。即有 f  L 图 3-1 式中 为表面张力系数，其单位为N / m 。 表面张力系数是研究液体表面性质所要用到的物理量，不同种类的液体， 值不同；同一种液体的 值随温度上升而减小；液体不纯净， 值也会改变。因 此，在测定 值时必须注明在什么温度下进行，液体必须保持纯净。 测量表面张力系数 的方法很多，本实验用 拉脱法测定。 将环形金属环浸入液体中，然后慢慢拉起，这 时在金属环内带起了一层薄膜，如图 3-2 所示。要 想使金属环由液面拉脱，必须用一定的力F 。 图3-2 F  mg  f 1  f 2 (注意有两个表面) F  mg   （3-2）  (d 1  d 2) 本实验用焦利氏秤测出F ，然后代 入式（3-2）计算出 值。  二、 仪器构造 焦利氏秤实际上就是一个比较精确 的弹簧秤，焦利氏秤的构造如图所示， 用焦利氏秤测力是根据胡克定律 F  k x 式中， 为弹簧的劲度系数，等于弹簧 k 伸长单位长度的拉力, 为弹簧伸长量，如果已知 值，再测定弹簧在外力作用 x k 下的伸长量x ，就可以算出作用力F 的大小。 【实验步骤】 一、 值的测定 k 1．按图 3-3 挂好弹簧，小指针和砝码盘，再调节底板三角底座上的螺丝，使 小指针处于镜子中，能上下自由振动且不与镜子相碰； 2．调节旋钮D，使镜子上的标线处于“三线重合”位置（镜子刻线、小指针 和小指针的像重合），读出标尺上的读数x0 。如弹簧振动不停，可将镊子靠在弹 簧上端，轻轻阻挡弹簧，即可停止振动； 3．在砝码盘上加 1.0g、2.0g、3.0g、4.0g、5.0g、6.0g、7.0g、8.0g、9.0g 的砝码，调节小游标，当刻线重新处于 “三线重合 ”位置时，读出读数 L1、L 2、L3、L 4、L 5、L 6、L 7、L 8、L9；; 4． 再 加 入 1.0g 砝 码 ， 然 后 依 次 取 出 1.0g 砝 码 ， 分 别 记 下 L 1、L 2、L 3、L 4、L 5、L 6、L 7、L 8、L 9; ，取二者平均值，用逐差法求出弹簧的劲 度系数。即  Li  L i Li  2 1 4 L   (Li  5  Li) 5 i0