拉脱法测定液体的表面张力系数

拉脱法测定液体的表面张力系数第1页，共13页，2023年，2月20日，星期一

液体表面就好象是一张蹦紧的弹性薄膜,液体表面的表面张力。可以用它来说明泡沫的形成，浸润和毛细现象等。表面张力垂直于液体表面任何一条线段并沿着液体表面，作用于单位长度上的张力称为表面张力系数，用α表示。其中F为作用于线段L上的张力。

第2页，共13页，2023年，2月20日，星期一实验原理

用测量一个已知周长的金属片从待测液体表面脱离时所需要的力，来求得该液体的表面张力系数的方法称为拉脱法。实验中我们用的是环状金属吊片.

L=π（D1+D2）

F=απ（D1+D2）吊片脱离液体表面瞬间前后的力的平衡方程为

T1=W1+F+mgT2=W2+mg

第3页，共13页，2023年，2月20日，星期一拉脱前拉脱后T1T2mg(mg)’W1W2F环状金属吊片液膜第4页，共13页，2023年，2月20日，星期一T1、T2为向上的作用力，W1、W2为环状金属吊片所受重力和浮力之差，因为环状金属吊片在脱离液体表面前就已经离开了液体表面，W1≈W2。mg、（mg)’为液膜所受的重力，mg≈（mg)’,T1、T2之差就是表面张力F。表面张力系数α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。实验证明，液体的温度越高，α的值越小，液体所含杂质越多，α的值也越小，对于上述条件都不变的液体，α值是一个常数。第5页，共13页，2023年，2月20日，星期一实验装置

采用硅压阻式力敏传感器来测量液体和环状金属吊片之间的表面张力，在外力作用下，输出的电压和外力成正比。

ΔU=KF式中F为外力，K为硅压阻式力敏传感器的灵敏度，单位是V/N，ΔU为传感器输出的电压值。第6页，共13页，2023年，2月20日，星期一实验装置的结构见下图

1.调节螺丝.2.升降螺丝.3.玻璃器皿.4.吊环.5.力敏传感器6.支架.7.固定螺丝.8.航空插头.9.底座.10.数字电压表.11.调零旋纽

第7页，共13页，2023年，2月20日，星期一第8页，共13页，2023年，2月20日，星期一调零旋钮环状金属吊片数字电压表第9页，共13页，2023年，2月20日，星期一干湿温度计实验中还必须测量实验室当时的温度。因此，实验室备有干湿温度计，干湿温度计除了可以用来测量室温以外，还可以测量实验室的相对湿度。干温度计第10页，共13页，2023年，2月20日，星期一实验内容1.力敏传感器的定标●仪器预热●挂上砝码盘，依次加上0.500g、1.000g···3.500g等质量的砝码，记录U●作U～F图，用图解法求出传感器的灵敏度K砝码质量/g0.5001.0001.5002.0002.5003.0003.500电压/mV第11页，共13页，2023年，2月20日，星期一2.环状金属吊片的内外直径的测量和清洁●测量金属圆环的内外直径D1、D2（6～10次取平均)●清洗环状金属吊片和器皿3.测定液体的表面张力系数α●吊片的下沿和液面平行●多次测量(5次,每次测量的U1、U2不相同)D1/cmD2/cm每次测量后,调节调零旋纽,使每次测量的U1、U2不相同第12页，共13页，2023年，2月20日，星期一数据处理●用图解法求出力敏传感器的灵敏度K●求出内外半径的平均值●根据5次测量的计