液體表面張力系數(shù)的測(cè)定報(bào)告模板.doc

《液體表面張力系數(shù)的測(cè)定報(bào)告模板.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《液體表面張力系數(shù)的測(cè)定報(bào)告模板.doc（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

液體表面張力系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?了解水的表面性質(zhì)，用拉脫法測(cè)定室溫下水的表面張力系數(shù)。2學(xué)會(huì)使用焦利氏秤測(cè)量微小力的原理和方法?！緦?shí)驗(yàn)儀器】焦利秤，砝碼，燒杯，溫度計(jì)，鑷子，水，游標(biāo)卡尺等。【實(shí)驗(yàn)原理】液體具有盡量縮小其表面的趨勢(shì)，好像液體表面是一張拉緊了的橡皮膜一樣。這種沿著表面的、收縮液面的力稱之為表面張力。測(cè)量表面張力系數(shù)的常用方法：拉脫法、毛細(xì)管升高法和液滴測(cè)重法等。此試驗(yàn)中采用了拉脫法。拉脫法是直接測(cè)定法，通常采用物體的彈性形變（伸長(zhǎng)或扭轉(zhuǎn)）來(lái)量度力的大小。液體表面層內(nèi)的分子所處的環(huán)境跟液體內(nèi)部的分子不同。液體內(nèi)部的每一個(gè)分子四周都被同類的其他分子所包圍，他所受到的周圍分子合力為零。由于液體上方的氣象層的分子很少，表層內(nèi)每一個(gè)分子受到的向上的引力比向下的引力小，合力不為零。這個(gè)力垂直于液面并指向液體內(nèi)部。所以分子有從液面擠入液體內(nèi)部的傾向，并使得液體表面自然收縮，直到處于動(dòng)態(tài)平衡。表面張力 f 與線段長(zhǎng)度 L 成正比。即有：f = L（1）比例系數(shù) 稱為液體表面張力系數(shù)，其單位為m-1。將一表面潔凈的長(zhǎng)為 L、寬為 d 的矩形金屬片（或金屬絲）豎直浸入水中，然后慢慢提 起一張水膜，當(dāng)金屬片將要脫離液面，即拉起的水膜剛好要破裂時(shí)，則有F = mg + f（2）式中 F 為把金屬片拉出液面時(shí)所用的力；mg 為金屬片和帶起的水膜的總重量； f 為表面張力。此時(shí)， f 與接觸面的周圍邊界 2（L d ）,代入（2）式中可得 = F mg2( L + d )本實(shí)驗(yàn)用金屬圓環(huán)代替金屬片，則有 =F mg (d1 + d2 )式中 d1、d2 分別為圓環(huán)的內(nèi)外直徑?！緦?shí)驗(yàn)步驟】1調(diào) “三線對(duì)齊”2 測(cè)量彈簧的倔強(qiáng)系數(shù) K3測(cè)（Fmg）值。F mg = f = K S代入得K =S (d+ d)124用卡尺測(cè)出 d1、d2 值，將數(shù)據(jù)即可算出水的 值。5. 再記錄室溫，可查出此溫度下蒸餾水的標(biāo)準(zhǔn)值 ，并做比較。四、強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng):1由于雜質(zhì)和油污可使水的表面張力顯著減小，所以務(wù)必使蒸餾水、燒杯、金屬片保持潔凈。2清潔后的用具，切勿用手觸摸，應(yīng)有鑷子取出或存放。3測(cè)量 S 時(shí)要避免水膜提前破裂，否則實(shí)驗(yàn)誤差較大，其中引起水膜提前破裂的因素 有：桌面的震動(dòng)，空氣的流動(dòng)，金屬圓環(huán)底部不水平等?！緮?shù)據(jù)處理】1.用逐差法計(jì)算彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)（實(shí)驗(yàn)溫度：180C）砝碼數(shù)增重讀數(shù)(mm) 減重讀數(shù)(mm) 平均數(shù)(mm)(mm)0246.82246.32246.5749.561255.78254.82255.0550.002264.62264.44264.6150.603275.44275.32275.3850.694284.32285.42284.8749.955296.44295.82296.136305.22304.88305.057315.24315.18315.218326.32325.82326.079334.52335.12334.8250.16=0.9760.4850.584=0.02mm=0.560=0.0102計(jì)算液體表面張力次數(shù)初始位置S0(mm)水膜破裂時(shí)讀數(shù)Si(mm)S=SiS0(mm)(mm)1245.60247.762.162.052238.82240.701.883231.62233.842.224224.42226.562.145217.48219.321.840.1880.2260.02mm=0.2263. 金屬環(huán)外、內(nèi)直徑的測(cè)量(本實(shí)驗(yàn)直接給學(xué)生結(jié)果)平均值(mm)d134.92d233.120.0093計(jì)算表面張力系數(shù)及不確定度0.4624.表面張力系數(shù)的理論值：0.0728【誤差分析】1. 定標(biāo)時(shí)砝碼盤搖晃，會(huì)使傳感器受到大于砝碼盤（含砝碼）重力的力的作用，這會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的電壓值偏大，致使定標(biāo)獲得的k過大，導(dǎo)致最后求得的結(jié)果偏小2. 如果吊環(huán)不水平，則會(huì)導(dǎo)致水面在下降過程中，水膜并不是同時(shí)破裂，實(shí)際作用于吊環(huán) 的水膜長(zhǎng)度只是吊環(huán)周長(zhǎng)的一小部分，這會(huì)會(huì)導(dǎo)致最后求得的結(jié)果偏小3. 測(cè)定儀測(cè)量電壓值并不是連續(xù)的，需要一定的時(shí)間來(lái)進(jìn)行反應(yīng)，若在水膜即將破裂時(shí)水面下降過快，傳感器尚未顯示出實(shí)際的最大電壓值， 吊環(huán)就已經(jīng)脫離水面。這樣會(huì)導(dǎo)致所測(cè)得的張力過小，從而導(dǎo)致求得的系數(shù)過小；【思考題】1. 用焦利稱測(cè)量微小力的依據(jù)是什么？答：如果我們?cè)陧来a托盤上加X克砝碼,彈簧伸長(zhǎng)了某一長(zhǎng)度,細(xì)金屬桿上鏡中的標(biāo)線即向下移動(dòng),此時(shí)三線不再重合.轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕使管向上移動(dòng),因而細(xì)金屬桿也隨之向上移動(dòng).當(dāng)三線又重合時(shí),在管及管的游標(biāo)上可讀出第二個(gè)讀數(shù),該讀數(shù)與第一個(gè)讀數(shù)這差就是彈簧在增加X克重量時(shí)所伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度.2金屬圓環(huán)浸入水中，然后輕輕提起到底面與水面相平時(shí)，試分析金屬圓環(huán)在豎直方向的受力。答：豎直向下的重力，液體表面張力沿豎直方向向下的分力，彈簧拉力3 分析（2）式成立的條件，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何保證這些條件實(shí)現(xiàn)？答：（2）式在欲脫離水膜而又恰未脫離的極限狀態(tài)時(shí)成立，應(yīng)該保證金屬圓環(huán)水平拉出水面4 本實(shí)驗(yàn)中為何安排測(cè)（Fmg），而不是分別測(cè)F和mg？答：因?yàn)橹苯訙y(cè)F比較麻煩，而且F改變得較小，可能需要力傳感器，實(shí)現(xiàn)起來(lái)不方便也不簡(jiǎn)單。5. 本實(shí)驗(yàn)影響測(cè)量的主要因素有哪些？這些因素使偏大還是偏?。看穑簩?shí)驗(yàn)表明，與液體種類、純度、溫度和液面上方的氣體成分有關(guān)，液體溫度越高a值越小，液體含雜質(zhì)越多，值越小，只要上述條件保持一定，則是一個(gè)常數(shù)原始數(shù)據(jù)：