4用拉脱法测液体的表面张力系数.PPT

* * 用拉脱法测液体的表面张力系数 实验目的 测水和肥皂水的表面张力系数。 测弹簧的弹性系数 实验原理 液体表面层（其厚度等于分子的作用半径，约10-8m）内的分子所处的环境跟液体内部的分子是不同的。在液体内部，每个分子四周都被同类的其他分子所包围，它所受到的周围分子的作用力的合力为零。由于液体上方的气相层的分子数很少，表面层内每一个分子受到的向上的引力比向下的引力小，合力不为零，这个合力垂直于液面并指向液体内部。设想在液体表面取长为l 的线段，实验指出，线段两旁的液膜之间存在着相互作用的拉力，力的方向和线段垂直，其大小与线段的长成正比，即： α就是液体的表面张力系数，与液体种类、温度和杂质有关。 测得F 和 l 就可算出表面张力系数α。F用焦利氏秤测，l 用游标卡尺测。 焦利氏秤根据胡克定律，弹簧的伸长ΔL 与F成正比： 本实验用一Π形金属浸入 液体，然后拉起一张薄膜，由于膜有两表面，所受的力为（忽略重力）： 式中k为弹簧的弹性系数。因此： l F 实验仪器 焦利氏秤，金属框，砝码，温度计，游标卡尺，酒精灯，镊子 三脚架 2. 整平螺丝 3. 手轮 套筒 5. 游标 6. 铜管尺 固定螺钉 8. 弹簧 9. 指示镜 指示管 11. 夹子 12. 铝盘 U形金属 14 盛水器皿 15. 平台 16. 夹子 17. 升降旋纽 焦利氏秤 实验步骤 装好仪器。调节三脚座上的整平螺丝，使套筒竖直，指示镜上下移动时不与指示管壁相碰。 测弹簧的弹性系数k 铝盘未加砝码前，转动手轮和移动夹子11，使指标管和指标镜上的刻线对准。用焦利氏秤上的游标读出铜管尺上的值并记录。 在铝盘加100mg砝码，慢慢转动手轮，再使指标管和指标镜上的刻线对准。再读数并记录。 在铝盘再加100mg砝码，重复2。如此每次增加100mg砝码，直到共加900mg砝码止。然后每次减少100mg砝码，到零止。 用逐差法或作图法求出弹性系数。 3.测水的表面张力 ①用镊子夹棉花少许, 蘸碱液擦玻璃器皿,然后用清水冲洗干净，再 盛去离子水，放在平台上。 用镊子夹住∏形金属丝在酒精灯上烧到暗红色，去除油污，然后放在酒精中擦洗干净。 将∏形金属丝挂在铝盘下（用镊子）。慢慢转动手轮，使指标管和指标镜上的刻线对准。读数并记录（L0）。 旋转旋纽，使∏形金属丝浸入水中，再使平台下降（用左手），右手转动手轮使弹簧上升，随时保持使指标管和指标镜上的刻线对准，直到水膜拉破为止。读数并记录（L）。 弹簧的伸长为 ΔL=L-L0 ，测量ΔL 5次，取平均值。 测量水温，用游标尺测量∏形金属的宽度 l。 测量肥皂水的表面张力系数。参照3。 注意事项 ∏型金属丝框和烧杯中的水必须保持洁净，不要用手触摸烧杯内侧和∏型金属丝。 保持∏型金属丝的平直，不得弯曲、变形。 测量表面张力时，动作要稳、慢，不可在振动不定下测量。 思考题 根据步骤3确定弹簧伸长的初值L0 与把∏型金属丝放在水中来确定，弹簧受力有何区别？哪种方法好？为什么？ 分析∏型金属丝从水中拉起过程中弹簧受力的变化，为什么F 为膜破时的值？ 如果金属丝是不规则的形状，如何确定l？ 习题 逐差法计算弹性系数，计算水的表面张力系数。 当∏型金属丝从水中拉起时不是水平的，还能用 来计算吗？错在哪？ *