液体表面张力系数的测量

**面张力系数的测定实验目的：实验仪器：实验原理：A**用势能的概念来说明，就是它处在图(3)左边的势阱中，需要有大小为Ed所处的势阱(图(3)中右边的那个)较浅，只要较小的激活能E就可越过势垒，，于是相互之间产生的吸引力加大了，这就是图(3)右边所示的情况。此时分得和Ed一样时，内外扩散达到平衡。所以在平衡状态下液体表面层内的分子略**在刚才的讨论中未考虑液面外是否有气体。如果有，则分子B背后有气体的**可看到金属丝带出一层液膜，如图(4)所示。设金属丝的直径为a，拉起液膜个表面，而且其中间有一层厚度近似为a的被测液体，且这部分液体有自身的重或变形为ba(1)与浮力之差。**如图(5)所示，焦利秤实际上是一个精细的弹簧秤，是测量微小力的仪器。**使用时，先照图(5)正确安装仪器，使带横线的小镜子10穿过玻璃套筒9。。实验内容与步骤：**1、按照图(5)挂好弹簧、小镜子10及砝码盘，调节三角底座上的螺钉使129尺的读数L、L…L，并在表(1)中记录数据，然后依次减去129骤同上，用逐差法求弹簧的劲度，再算出劲度系数是的平均值及其不确定度。3、用酒精棉球仔细擦洗矩形金属丝框架，然后挂在砝码盘下的小钩上，转动旋钮4，重新使“三线对齐”，记录游标零线所指示的米尺读数S。4、将盛有多半杯蒸镏水的烧杯置于平台上，转动平台下端的螺丝5，使矩形形金属丝框先浸入水中，然后缓慢地调节螺丝5使平台慢慢下降，直至矩形金属丝横臂高出水面，此时水的表面张力作用在矩形金属丝上，小镜子10上的弹簧受到向下的表面张力的作用也随之伸长，这样小镜子上的刻线G也随着下降，使“三线”不再对齐。眼睛对准玻璃套筒上的水平刻线D，用另一只手缓缓向上旋动旋钮4，使“三线”重新对齐，同时调节平台调节旋钮5使之再下降，直到矩形金属丝框架下的水膜刚要断裂止(或刚刚断裂)。先观察几次水膜在调节过程中不断被拉伸、最后破裂的现象。然后再把金属丝框架欲要脱离而尚未脱离水膜的一瞬时的米尺1上的读数S1记录下来。5、重复步骤3和4五次，测出弹簧的平均伸长SS及其不确定度，平均位置LV*平均位置LV6、记录实验前后的水温，以平均值作为水的温度。测量矩形金属丝横臂的长度b、直径a的数值，并计算。y的值及其不确定度。数据处理表(1)用逐差法求Ki2减重位置'增重位置LLL质量m2LL5mgK== () ()i+5i编=()VxVxG=L一Lii= []2表(1)求S一S0 (单位：10-2m)22S0xV2xG=0000UUr= ()%** Ur=()%注意事项1、实验时矩形金属丝框不能倾斜，否则，矩形框拉出水面时液膜将过早地破裂，给实验带来误差。2、矩形金属丝先用酒精灯烧红，再清洗后不允许手碰。3、焦利秤中使用的弹簧是易损精密器件，要轻拿轻放，切忌用力拉。思考题1、什么“三线对齐”？本实验中测量表面张力时缓慢地将矩形金属丝从水中拉起，该过程中需要时刻保证“三线对齐”，应如何操作?2、验中测量表面张力时缓缓地将矩形金属丝水平地拉出水面，如何避免倾斜？为什么要将矩形金属丝拉到将要脱离而又未脱离水膜的极限状态?3、测量金属丝框的宽时，应测它的内宽还是外宽？为什么？**实验四液体表面张力系数的测量[实验目的][实验仪器与器材]焦利氏秤、矩形金属片、砝码、游标卡尺、酒精灯、镊子、烧坏、蒸馏水、苛性钠溶液[仪器描述]焦利氏秤是一个精细的弹簧秤，常用于测量微小的力，焦利氏秤是一个精细的弹簧秤，常用于测量微小的力，如图4－1所示。在有水平调节螺旋M的三角底座上，固定着金A装有带毫米刻度的金属管B，立柱A上附有游的横梁上挂有弹簧S，其下端挂着一个带有指示镜(中央有一标线)的金属杆Q，刻有标线的玻璃管G套在指示镜外。金属杆升降可调节平台固定夹P，平台下面的微调螺旋N用来调节载GD示镜上的标线和玻璃管G上的标线及其在指示镜中的像三者重合 (简称三线重合)，从标尺C读出示数x1。当弹簧下端施以拉力21 根据胡克定律，在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力的关系为 (4－2)[H4]要测出弹簧的伸长量，就可计算出作用于弹簧的外力F。[实验原理]张力(surfacetension)。在表面张力的作用下，液体具有尽量缩小其表面积的趋势。表面张力 aa**aa式中,a称为表面张力系数。它表示周界线单位长度上所受的表面张力，其单位为牛顿每米 图中f为金属片四周的液体的表面层对金属片作用的表面张力，为接触角。缓缓提起金属片，接触角将逐渐减小而趋向于零，f的方向趋于垂直向下，在金属片拉脱液面前已足够小，诸力的平衡条件可写为F=TW(4－4)式中，T为金属片拉出时所施的外力；W为金属片和其所黏附的液体的总重量，F为金属片四周的液体的表面层对金属片作用的表面张力之和[H6]。由图4－2可知，矩形金属片与液体接触面的周界线长度L=2(l+d)，当趋于零时，由式(将式(4－5)代入式(4－4)可得=TW= 用焦利氏秤分别测量液膜即将被拉断时的游标尺读数x2[H7]和只挂矩形金属片没有 )x )由公式(4－6)与(4－7)得== [实验步骤]利氏秤的k值 (1)将秤盘E挂在金属杆Q下端的钩上，调节水平调节螺旋M，使[w10]金属杆Q和指示镜竖直通过玻璃管G的中心，不与玻璃管壁摩擦。 3)将质量m为0.5g的砝码置于秤盘中，调节升降旋钮D，使三线重合，记录标尺 (4)按步骤(2)、(3)依次将1.0g、1.5g等砝码置于秤盘E中，分别记录三线重2** ka (1)将烧杯先后用苛性钠和蒸馏水洗涤，然后注入蒸馏水，置于载物平台H上。 (2)用游标卡尺测量矩形金属片的底边长l和厚度d各三次，将测量数据填入表4－2， (3)用镊子夹着金属片，在酒精灯的火焰上烧红去污。待冷却后挂在秤盘的底钩上，注意要使金属片的底边与杯中液面平行。 (4)调整载物平台H，使矩形金属片的底边慢慢浸入水中少许，同时转动升降旋钮D 合，直至矩形金属片所带出的液膜断裂为止。不动D，记录此时标尺C的示数x2，填入表4－2。 (6)在没有液膜的情况下，重新调节升降旋钮D使三线重合，然后记录标尺C的示数 (7)重复步骤(4)、(5)、(6)两次。 (8)根据式(4－1)，算出各次伸长量xi及其平均值。 [数据记录与处理]表4－1求焦利氏秤的k值123m×i均值4－24－2CΔx(×d(×x1(×x12**33值[实验注意事项]1