拉托法测液体表面张力系数供参习.doc

拉脱法测液体表面张力系数 摘要:该文用拉脱法测量液体表面张力系数，对拉脱过程中受力情况进行分析，重视数据分析，对不同的物理现象进行分析，并完善试验。 关键字:焦利氏秤；表面张力系数；接触角；实验现象 Pulled out of the measuring liquid surface tension coefficient Abstract:Pulled out the use of the liquid surface tension and pulled out of the situation in the process of analysis and data analysis of different physical analysis and improvement of the experiment Keywords: giogli ； the scale of contact angle surface tension ； ； experiment phenomenon 1．引言 液体内部由于分子的无规则热运动，各个方向的物理性质是相同的；而在液体表面 ,如液体与气体分界的表面，液体与周围的接触面以及两种不易混合的液体之间的界面都可以观察到一些特殊的表面现象，表现出液体表面和液体内部不同的性质。液体具有收缩表面积，使表面积达到最小的性质。本人所在的实验室，用拉脱法测量蒸馏水和酒精的表面张力系数，在不同的温度下反复测量，蒸馏水测量值总比标准值小，酒精测量值总比标准值大。 2．实验设计 2.1实验目的 1．学习试着做创新实验 2．学习用拉脱法测液体表面张力系数 2.2 实验原理 设想将一表面洁净的矩形金属丝框竖直地浸入水中，使其底边保持水平，然后轻轻提起，则其附近的液面将呈现出如图(一)所示的形状，即丝框上挂有一层水膜。水膜的两个表面沿着切线方向有作用力f，称为表面张力，为接触角，当缓缓拉出金属丝框时，接触角逐渐减少而趋向于零。这时表面张力f垂直向下，其大小与金属丝框水平段的长度L成正比，故有 F=L (1) 图(一) 式中，比例系数称为表面张力系数，它在数值上等于单位长度上的表面张力。表面张力系数与液体种类、纯度、温度等有关。试验表明，液体温度越高，的值就越小；所含杂质越多，值夜越小；上述条件一定，则的值为一常数。 在金属丝框缓慢拉出水面的过程中，金属丝框下面将带起一水膜，当水膜刚被拉断时，诸力的平衡条件是: F=W+f+dhg (2) 式中，F为弹簧向上的拉力，W为簿片的重力，h为簿片下液膜的高度，为液体密度，和d为液膜的长度和厚度。故由(1)式知表面张力为: f=2(l+d) (3) 代入(2)式可得 (4) 如图(二)，用金属丝圆环代替金属丝框，则(4)式又变为: (5) 图(二) 其中是外环直径，为内环直径。 (4)(5)式中，数值很小，在计算中可以忽略。 2.3 试验内容与步骤 1.安装焦利秤; 2.测量弹簧的劲度系数：k; 按要求调节仪器，旋转手轮使小镜子上的刻线、玻璃套筒上的刻线与玻璃套筒上的刻线在小镜子里的像三者相互对齐，即 “三线合一”。 在砝码盘中依次加上0.5克、1.0克、1.5克……2.5克砝码，在保证三线对齐的状态下，记下相应的标尺读数、；再依次减小0.5g砝码使“三线对齐”并记下相应的标尺读数,计算各弹簧读数平均值，利用胡克定理和逐差法求得劲度系数k。 3.测蒸馏水表面张力作用下的弹簧伸长和夜膜高度 直接调节升降旋钮G，记下∏形金属丝横臂或金属丝圆环臂快与液面接触时读数，旋转使液面上升至于金属丝相平。然后缓慢调节G向上拉起弹簧直至液膜被拉破为止，记下游标读数。则两次读数之差-等于拉起水膜时弹簧的伸长与液膜高度h之和，故有 (7) 重复三次，求出的平均值。 再用一细长金属杆代替弹簧，同上做拉断液膜的操作，这时两读数之差等于液膜高度h，即 h= (8) 重复五次，求出的平均值 因此，由式(4)或式(5)求得的值。 ①∏形金属丝框 液膜的长度和厚度测得