液体的表面张力系数的测定ppt课件

1、实验目的实验目的 学习拉脱法的丈量原理和方法。学习拉脱法的丈量原理和方法。学惯用最小二乘法处置实验数据。学惯用最小二乘法处置实验数据。实验原理实验原理 液体具有收缩外表的趋势，其外表象液体具有收缩外表的趋势，其外表象一张蹦紧的弹性薄膜，在其外表内存在一张蹦紧的弹性薄膜，在其外表内存在沿着外表作用的张力，使其外表产生收沿着外表作用的张力，使其外表产生收缩的倾向。这即为液体的外表张力。外缩的倾向。这即为液体的外表张力。外表张力垂直于液体外表任何一条线段并表张力垂直于液体外表任何一条线段并沿着液体外表，作用于单位长度上的张沿着液体外表，作用于单位长度上的张力称为外表张力系数，用力称为外表张力系数，用

2、表示。表示。其中其中F为作用于线段为作用于线段L上的张力。上的张力。LF实验原理实验原理 用丈量一个知周长的金属片从待测液体表用丈量一个知周长的金属片从待测液体表面脱离时所需求的力，来求得该液体的外表张力面脱离时所需求的力，来求得该液体的外表张力系数的方法称为拉脱法。系数的方法称为拉脱法。 实验中我们用的是环状金属吊片实验中我们用的是环状金属吊片. . L= L=D1+D2D1+D2 F= F=D1+D2D1+D2吊片脱离液体外表瞬间前后的力的平衡方吊片脱离液体外表瞬间前后的力的平衡方程为程为 T1=W1+F+mg T2=W2+mg T1=W1+F+mg T2=W2+mg 拉脱前拉脱前拉脱后拉

3、脱后T1T2mg(mg)W1W2F环状金属吊片环状金属吊片液膜液膜实验原理实验原理 T1T1、T2T2为向上的作用力，为向上的作用力，W1W1、W2W2为环状金属为环状金属吊片所受重力和浮力之差，由于环状金属吊片在吊片所受重力和浮力之差，由于环状金属吊片在脱离液体外表前就曾经分开了液体外表，脱离液体外表前就曾经分开了液体外表，W1W2W1W2。mgmg、mg)mg)为液膜所受的重力，为液膜所受的重力， mg mgmg)mg) ,T1 ,T1、T2T2之差就是外表张力之差就是外表张力F F。外表张力系数外表张力系数的值和液体的种类、纯度、温度的值和液体的种类、纯度、温度以及液体上方的气体成分有关

4、。实验证明，液体以及液体上方的气体成分有关。实验证明，液体的温度越高，的温度越高，的值越小，液体所含杂质越多，的值越小，液体所含杂质越多，的值也越小，对于上述条件都不变的液体，的值也越小，对于上述条件都不变的液体，值是一个常数。值是一个常数。)(2121DDTTLF实验原理实验原理 上式中，液体外表张力上式中，液体外表张力F=F=T1T1T2T2，我们，我们用力敏传感器丈量，读取相应的电压数值用力敏传感器丈量，读取相应的电压数值T1 U1T1 U1、U2 U2 ，取其差值，取其差值U=U=U1U1U2U2，乘以相应的转，乘以相应的转换系数换系数k,k,即为即为F:F: F = F = kUkU

5、12Fk UL( DD ) 实验仪器实验仪器 液体外表张力系数测定仪液体外表张力系数测定仪 FD-NST-I 一套一套游标卡尺游标卡尺 一件一件干湿温度计干湿温度计 一只一只实验仪器实验仪器 液体外表张力系数测定仪液体外表张力系数测定仪采用硅压阻式力敏传感器来丈量液体和环状采用硅压阻式力敏传感器来丈量液体和环状金属吊片之间的外表张力，在外力作用下，输出金属吊片之间的外表张力，在外力作用下，输出的电压和外力成正比。的电压和外力成正比。 U=KF式中式中F为外力，为外力，K为硅压阻式力敏传感器的灵敏为硅压阻式力敏传感器的灵敏度，单位是度，单位是V / N，U为传感器输出的电压值。为传感器输出的电压

6、值。实验安装的构造见以下图实验安装的构造见以下图 1.调理螺丝调理螺丝. 2.升降螺丝升降螺丝. 3.玻璃器皿玻璃器皿. 4.吊环吊环. 5.力敏传感器力敏传感器6.支架支架. 7.固定螺丝固定螺丝. 8.航空插头航空插头. 9 . 底座底座. 10.数字电压表数字电压表. 11.调零旋纽调零旋纽 调零旋钮调零旋钮环状金属吊片环状金属吊片数字电压表数字电压表干湿温度计干湿温度计 实验中还必需丈量实验中还必需丈量实验室当时的温度。因实验室当时的温度。因此，实验室备有干湿温此，实验室备有干湿温度计，干湿温度计除了度计，干湿温度计除了可以用来丈量室温以可以用来丈量室温以外，还可以丈量实验室外，还可以

7、丈量实验室的相对湿度。的相对湿度。干温度计干温度计实验内容实验内容 1.力敏传感器的定标力敏传感器的定标仪器预热仪器预热 挂上砝码盘，依次加上挂上砝码盘，依次加上0.500g、1.000g3.500g等质量的砝码，记录等质量的砝码，记录Ui用最小二乘法求出传感器的灵敏度用最小二乘法求出传感器的灵敏度 K =U/F ，砝码质量砝码质量mi /g0.5001.0001.5002.0002.5003.0003.500重力重力Fi (10-3N)4.8979.79414.69119.58824.48529.38234.279电压电压Ui /mV实验内容实验内容 2.环状金属吊片的内外直径的丈量和清洁环

8、状金属吊片的内外直径的丈量和清洁丈量金属圆环的内外直径丈量金属圆环的内外直径D1、D2610次取次取平均平均)清洗环状金属吊片和器皿清洗环状金属吊片和器皿D1/cmD2/cm实验内容实验内容 3.测定液体的外表张力系数测定液体的外表张力系数尽量使吊片的下沿和液面平行尽量使吊片的下沿和液面平行旋转升降盛水托盘，吊环下沿没入液面，然后旋转升降盛水托盘，吊环下沿没入液面，然后缓慢脱离液面，记录此过程中的电压极值缓慢脱离液面，记录此过程中的电压极值Ui1和脱离后的电压值和脱离后的电压值Ui2 , 多次丈量多次丈量(5次次,每次丈量每次丈量时调理调零旋纽，使每次丈量的时调理调零旋纽，使每次丈量的Ui1不

9、一样不一样),共共得到五组数据，计算得到五组数据，计算Ui= Ui1 Ui2 ，可，可得：得： U1 , U2 , U3 , U4 , U5 ,实验内容实验内容 由公式由公式 可计算得到：可计算得到：1 ,2 ,3 ,4 ,51 ,2 ,3 ,4 ,5求其平均值：求其平均值：ii12k UFL( DD ) 255 1 1= =实验内容实验内容 4.求求的百分差的百分差P读取温度计的液体温度读取温度计的液体温度T，查表书中第，查表书中第312页页找出环境温度下的外表张力系数规范值找出环境温度下的外表张力系数规范值0 。 的平均值与的平均值与0作百分差运算。作百分差运算。P 100%0 00 0=

10、 =.必需写明的直接丈量：必需写明的直接丈量：规范砝码数值规范砝码数值m/g 0.500, 1.000, 1.500, 2.000, 2.500, 3.000, 3.500重力重力F/10-3N 4.897, 9.794, 14.691, 19.588, 24.485, 29.382, 34.279转换电压转换电压U /mV U1, U2, U3, U4, U5, U6, U7金属环外径金属环外径D1 /mm D11、D12、D13、D14、D15、D16数据处置数据处置 金属环内径金属环内径D2 /mm D21、D22、D23、D24、D25、D26液体温度液体温度 T拉脱电压值拉脱电压值U/mV U1, U2, U21, U22, U31, U32, U41, U42, U51, U52数据处置数据处置 2 .2 .必需写明的中间计算量：必需写明的中间计算量： D1 D1平均平均 , D2 , D2平均平均 , k, 0 ,