测定蔗糖溶液和水的表面张力系数并比较

关于测定蔗糖溶液和水的表面张力系数并比较第1页，共12页，2022年，5月20日，6点4分，星期五一、实验目的1、使用拉脱法测定室温下液体的表面张力系数。2学会使用焦利氏秤测量微小力的方法。二、实验器材焦利氏秤，弹簧，砝码盘，砝码，游标卡尺，温度计，烧杯，镊子，清洗液，蔗糖溶液，水等。第2页，共12页，2022年，5月20日，6点4分，星期五第3页，共12页，2022年，5月20日，6点4分，星期五三、实验原理液体表面层内分子相互作用的结果使得液体表面自然收缩，犹如紧张的弹性薄膜。由于液面收缩而产生的沿着液体表面的力称为表面张力。设想在页面上作长为L的线段，线段两侧液面便有张力f相互作用，其方向与L垂直，大小与线段长度L成正比。即有

f=α*L（1）比例系数α称为液体表面张力系数，单位为牛顿/米。将一表面洁净的长为L的半矩形金属丝竖直浸入水中，然后慢慢提起一张水膜，当金属丝要脱离液面，即拉起的水膜将要破裂时，则有

F=mg+f（2）式中F为把金属丝拉出液面时所用的力。F等于金属丝带起的水膜的总重量mg与表面张力f之和，此时f=2αL。由此可得第4页，共12页，2022年，5月20日，6点4分，星期五α=（F-mg）/2L（3）实验表明，表面张力系数α与液体种类、纯度、温度和液面上方的气体成分有关，液体温度越高，α值越小，液体含杂质越多，α值越小。如果上述条件保持一定，则α是一个常数，所以测量表面张力系数α时要记下实验时的温度和所用液体的种类及纯度。第5页，共12页，2022年，5月20日，6点4分，星期五四、实验内容1．确定焦利氏秤上锥形弹簧的劲度系数（1）把锥形弹簧，带小镜子的挂钩和小砝码盘依次安装到秤框内的金属杆上。调节支架底座的底脚螺丝，使秤框竖直，小镜子应正好位于玻璃管中间，挂钩上下运动时不致与管摩擦。（2）逐次在砝码盘内放入砝码，调节升降钮，做到三线对齐。记录升降杆的位置读数。用逐差法和作图法计算出弹簧的劲度系数k。第6页，共12页，2022年，5月20日，6点4分，星期五2．测表面张力系数（1）用清洗液清洗玻璃烧杯和半矩形金属丝框，再用待测液清洗干净。并将半矩形金属丝框在砝码盘下端的钩子上。（2）把装有待测液体的烧杯置于可升降平台上，调节平台位置，使金属丝浸入水中，转动旋钮3使之置于液面，调三线重合，记下此时焦利氏秤上刻度尺读数S‘。转动平台升降旋钮3使平台缓缓下降，同时转动主尺升降螺丝8，使主尺上升，让三线保持重合。由于水的表面张力作用，金属丝会慢慢拉出液膜，当液膜破裂的同时停止转动旋钮8和3。记下此时焦利氏秤上刻度第7页，共12页，2022年，5月20日，6点4分，星期五尺读数S比计算出（S-S’）值，即为在表面张力作用下，弹簧的伸长量。重复测量5次，求出（S-S’）的平均值s，此时有

F-mg=ks（4）将式（4）代入式式（3）可得

α=ks/2L（5）（3）用游标卡尺测出L值，将数据代入式（5）中即可求出水的表面张力系数α值。第8页，共12页，2022年，5月20日，6点4分，星期五注意事项（1）由于杂质和油污可以使水的表面张力显著减小，所以务必使蒸馏水、烧杯、金属丝保持洁净。实验前要对装蒸馏水的烧杯、金属丝或金属片进行清洁处理，一次用NaOH溶液→酒精→蒸馏水将以上用具清洗干净后备用。（2）清洁后的用具，切勿用手触摸，应用镊子取出或存放。第9页，共12页，2022年，5月20日，6点4分，星期五第10页，共12页，2