c.9表面张力的测定.doc

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c.9表面张力的测定

实验报告 题目C9.表面张力的测定 一:实验目的 掌握两种表面张力测量方法: 1、毛细管升高法。 2、滴重法。 毛细管升高法 二:实验原理 当一根洁净的、无油脂的毛细管浸入液体,液体在毛细管内升高到h高度,在平衡时,满足 πr2ρgh=2πγrcosθ 所以有 式中,r为毛细管的外半径,γ为表面张力,g为重力加速度,θ为接触角,ρ为水的密度。 对于清洁的玻璃和水,接触角θ近似为零,则 γ=ρghr/2 三:实验仪器及药品 高锰酸钾溶液 长约25㎝,0.2㎜直径的毛细管,读书显微镜,小试管 四:实验步骤 将毛细管洗净,干燥。与小试管中倾入蒸馏水,从管口慢慢将空气吹入试管中,待毛细管中液体升高后,停止吹气。待待液体回到平衡高度,用尺子测量其高度h。重复一次,再次测量高度h,看是否一样,两次测量的高度应相等,否则应洗清毛细管重新测量。接着将毛细管浸入有色的高锰酸钾溶液中,然后用读数显微镜观察其毛细管的直径d。 五:数据记录与处理 水温t=19.3 。C 毛细管中的液面高度h=3.45cm 毛细管的直径d=0.915mm 半径 r=0.4575mm 根据式子γ=ρghr/2得 γ=77.34×10-3 N·m-1 (2)滴重法 二:实验原理 从上图中可以看出,当达到平衡时,从外半径为r的毛细管滴下的液体质量,应等于毛细管周边乘以表面张力(或界面张力),即 (1) 式子中:m为液滴质量,r为毛细管的外半径,γ为表面张力,g为重力加速度。 事实上,滴下来的仅是液滴的一部分。(1)式给出的液滴是理想液滴。经实验证明,滴下来的液滴大小是V/r3的函数,即由f(V/r3)所决定(其中V是液滴体积)。(1)式可变为 mg=2πrγf(V/r3) (2) γ=mg/(2πr f(V/r3))=Fmg/r (3) 式(3)中的F为校正因子。可以查表得出。 三:实验仪器及药品 毛细管(末端磨平),称量瓶,读数显微镜,铁架台 四:实验步骤 装好仪器,把待测液充满毛细管,并调节液位使液滴按一定时间间隔滴下。在保证液滴不受震动的情况下,用称量瓶收集30滴称量。 用游标卡尺来测量毛细管外径r。 从液滴质量及液滴密度计算滴下液滴体积V。然后求出V/r3数值,再查表得出校正因子F数值。根据(3)式,算出表面张力。 五:数据记录与处理 水温t=19.3 。C 毛细管外直径d=7.7㎜ 外半径r=3.85㎜ 三十滴水的质量m=2.9913g 每滴液滴体积V=m/(30ρ)=99.71 mm3 所以V/r3=1.7472 查表得F=0.2657 代入γ=mg/(2πr f(V/r3))=Fmg/r 得 γ=68.81×10-3 N·m-1 六:结果与讨论 1、查表得:t=19 摄氏度时 γ表=72.90×10-3 N·m-1 2、毛细管升高法 γ=77.34×10-3 N·m-1 相对误差 E=(γ-γ表)/γ表×100%=4.44÷72.9×100%=+6.09% 滴重法 γ=68.81×10-3 N·m-1 相对误差 E=(γ-γ表)/γ表×100%=-5.61% 讨论:由上可知,这两种方法的误差都较大,以下是误差来源的分析。 毛细管升高法: 仅凭尺子的测量判

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