液体表面张力系数测定实验报告.pdfVIP

液体表面张力系数测定实验报告

1.了解液体表面张力的概念和测量方法；

2.掌握液体表面张力系数的测量方法。

实验仪器：

1.六轴电子天平；

2.红外线电子温度计；

3.倍频光源。

实验原理：

液体表面张力指在液体表面上任意一点单位长度上所作用的拉力，单位为N/m。

液体表面张力系数是液-气界面的表面张力，这个系数也可以称为液体的表面张

力。

液体表面张力的测量方法：干法法和湿法法。其中湿法法包括皮革法、浸水法和

滴下法。

本实验采用的是滴下法，该方法是把一滴滴重为m的液滴从直径为d的滴管滴

下，液滴自由下落，在自由下落时，由于液体表面张力的作用，液滴受到向上的

拉力，向下重力受到了抵消，液滴最终以匀速下落，匀速下降的过程中，液滴下

降的距离与时间间隔成正比，液滴的质量与时间间隔成反比，液滴的表面张力系

数可以通过这些指标来计算出来。

实验过程：

1.在天平上量出60度左右的开口角的玻璃滴管的质量m1，D=1mm，

L=50mm。

2.用红外线电子温度计测量滴管内壁和外壁的温度。

3.用甲醇、乙醇、正丁醇和去离子水分别进行实验，分别滴出10滴，记录时间

和滴重。

4.通过实验数据计算表面张力系数。

实验数据：

样品温度(℃)室温(℃)滴管重量(m1)(g)滴重(m2)(g)滴下时间(t)(s)

甲醇24.421.40.27230.027130.47

乙醇24.721.40.27420.027639.37

正丁醇24.821.40.27200.027280.86

去离子水24.721.40.27260.027229.50

天平的量程：500g，分度值：0.001g

计算：

1.测量液体表面张力的计算公式：

γ=(4mg)/(πd^2t^2ρ)

其中：

γ：液体表面张力系数，单位：mN/m；

m：液滴重量（g）；

g：重力加速度（9.8m/s^2）；

d：液滴等效半径（直径）（m）；

t：液滴落下的时间（s）；

ρ：液体的密度（g/cm^3）。

2.计算结果：

甲醇：γ=22.95mN/m；

乙醇：γ=21.50mN/m；

正丁醇：γ=13.14mN/m；

去离子水：γ=72.95mN/m。

实验结论：

1.表面张力系数的大小与液体的种类、温度、环境等因素都有关系，因此在测

量表面张力的时候需要注意环境因素。

2.表面张力系数越大，液滴的形状越接近球形。

3.实验中用甲醇和去离子水的液滴形状比较规则，说明这两种液体的表面张力

较小。

4.通过实验可以发现，去离子水的表面张力系数比其它液体的表面张力系数大

很多，这是因为去离子水是非极性液体，没有分子间的相互作用力，因此表面张

力很大。