(完整版)液体表面张力系数的测定实验报告

1、液体表面张力系数的测定一实验目的1学习用界面张力仪测微小力的原理和方法。2深入了解液体表面张力的概念，并测定液体的表面张力系数二实验原理1液体表面张力由于液体分子之间存在作用力，使每个位于表面层内的分子都受到一个指向液体内部的力，这就使每个分子都有从液体表面进入液体内部的倾向，所以液体表面积有收缩的趋势，在没有外力的情况下， 液滴总是呈球形，致使其表面积缩到最小， 这种使液体表面收缩的力 叫做液体的表面张力。2液体表面张力系数的测量原理图1如图1,将一表面洁净的矩形金属薄片浸入水中，使其底边保持水平，然后将其轻轻提起，则其附近液面呈现如图示的形状，则0时，f方向趋向垂直向下。在金属片脱离液体前

2、，受力平衡条件为F f mg （ 1）而f 2 （l d）（ 2）则F mg2（l d）若用金属环替代金属片，则（3）式变为（3）F mg(H d2)(4)式中di, d2为圆环的内外直径。若用补偿法消除 mg的影响，即则（4）式可写为F mg(di d2)(5)即为液体表面张力系数。三实验仪器液体界面张力仪、标准砝码、环形测件、玻璃杯、镊子、纯净水、小纸片四实验内容及步骤1仪器调整。调整仪器水平，刻度盘归零。2调零。将小纸片放在金属环上，调整调零旋扭，通过放大镜观察，指针、指针的像及红线 三线重合。3绘制质量标准曲线分别在小纸片上放 100mg、300 mg、500 mg、700 mg、10

3、00 mg的砝码，记下对应的刻度盘的示数。以所加砝码的质量作为横坐标， 刻度盘的示数作为纵坐标，绘制质量标准 曲线。4测量纯净水的表面张力系数调零。用玻璃杯盛大约 2/3的水，放在样品座上，调节样品座的高度，使金属环刚好浸过水面。左手调节样品座下面的螺丝，使样品座缓慢的下降，右手调节蜗轮旋扭。 两手调节的同时，眼睛观察三线始终重合，直到环把水膜拉破为止。记下刻度盘示数M 为了消除随机误差，共测五次。6将M 在质量标准曲线上查得水作用在金属环上的表面张力f mg，按式（5）计算出水的表面张力系数。五数据记录及处理1金属环的直径外径：di (19.6700.001)mm 内径：di (18.470

4、0.001)mm2绘制质量标准曲线9080706050m/n F数示盘度刻4030数据见下表加砝码质量/mg1003005007001000刻度盘读数/mn8.626.342.658.585.020-.X10 -02004006008001000砝码质量m/mg质量标准曲线由图可以看出，质量标准曲线为一直线，因此M与m成线性关系，可在直线上取两个点（400，339）,（ 900，761）或由最小二乘法拟合该曲线方程为M 0.084m 0.4（ 6）根据上表：MA类不确定度分量SM76.176.375.8 76.05(M； M；)20.2n(n 1)75.84 mnB类不确定度分量u0.033测

5、量M 数据见下表测量次数12345平均M /mn.m-175.076.176.375.876.075.84合成不确定度M.S2 u20.2所以 M (75.8 0.2)mn ( 7)将(7)代入(6)可得m 893.4mgM 2 2m的传播不确定度为m () i 5.0mg Xim (893 5) mg4计算水的表面张力系数将di, d2, m代入表面张力系数公式f3173.03 10 N m(di d2)在温度为19.4 C时，实验测得的水的表面张力系数为0.41 10 3N m(73.00.4) 10 3N m 1同温度下水的标准张力系数为标 72.89 10 3N m 1相对误差为B 100%0.19%标六实验结果及讨论在实验误差允通过实验，比较精确的测量了纯净水与空气接触的时候的表面张力系数, 许的范围内，得到了比较准确的结果。误差可能出现的原因有以下几种可能： 1测量金属环本身不是太平，在拉破水膜的时候有误差存在。2读数时候的视觉误差，即人为的误差，尽可能的避免。3操作时候的误差，也应尽量避免。4环境造成的误差，人在走动时