水的表面张力系数测定-实验数据处理与分析

实验数据处理与分析I．张力仪的定标由已知数据，令̅，得到以下结果：̅-0.417.434.9552.8570.4588.15106123.7F/N0.000000.0049010.0098010.0147020.0196020.0245030.0294030.034304得到线性函数V=kF+b的函数解析式为V=3616.69F-0.4006；即得到k=3616.69;b=-0.4006.接下来计算；：0.00060.075202-0.09660.078024-0.04376-0.06920.0590640.033666̅0.0002942.4E-059.6E-050.0002160.0003840.00060.0008650.001177√∑=0.0732√∑̅=2.3047√̅∑̅=0.0472==2.3047*2.45=5.6465==0.0472*2.45=0.1156修约后的=6mV/N；=0.1mV.故k=(3617±6)mV/N；b=(-0.4±0.1)mVy=3616.69x-0.4006-2002040608010012014000.0050.010.0150.020.0250.030.0350.04U/mVF/NV-F线性回归得出V=(3617±6)F+(-0.4±0.1).II.表面张力—-电压数据的处理断膜瞬间电压：n1234567892.392.992.593.593.792.892.493.1√∑̅=0.51=2.36=√=0.42mV=0.1mV=√=0.43mV修约后的=0.4mV故(92.9±0.4)mV.断膜后电压：n1234567841.841.741.741.741.841.641.741.8√∑̅̅̅=0.07=2.36=√=0.06=0.1mV=√=0.12mV修约后的=0.1mV.故(41.7±0.1)mV.III.圆环内外径数据的处理=34.90mm;=33.20mm本次实验只测量一组数据，故==0.游标卡尺精确度为0.05mm，故==0.05mm.故=(34.90±0.05)mm;=(33.20±0.05)mm.IV.水表面张力系数的计算与处理根据以上数据，代入计算公式得到̅̅̅̅̅=0.06616N/m.=̅√̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅=5.5×N/m,修约为=6×N/m.得到水的表面张力系数=(660±6)×N/m.讨论、建议与质疑I．思考题(见实验预习报告)II对本实验的体会与改进建议：本实验中最终要的测量步骤是测量吊环与水膜断开瞬间的电压值，由于是瞬时值，故对操作的要求很高。在实验中可以发现，当液面从最高点（此时认为吊环已经浸润）开始下降时，传感器的电压示数呈现如下的变化规律：一开始电压随液面的下降而上升，此时可以较快地旋转升降螺母使液面下降；电压上升到某一较大值后，将在一段时间内维持不变，此时表明水膜的拉力以达到最大值，应放慢螺母旋转的速度，使水面缓慢下降；之后电压将呈现下降的趋势，这时说明水膜即将破裂，应极其缓慢地旋转螺母，保证液面平稳下降且不产生波纹，同时密切注意电压读数和水膜状态，一面观察水膜，一面逐个记忆读数，当水膜破裂瞬间得到的读数，即为所需的测量值。做实验中发现:①吊环仪器的制作比较粗糙，用于悬挂的金属丝长度不整且有较严重的扭曲，这些都不利于吊环的水平位置调节。因此建议对吊环仪器应当精密制作，使用三根等长的金属丝，拴在吊环中心对称且等高的三个孔上，并且上端在同一长度位置上拧成一股，这样可以保证静止悬挂时，吊环即处在基本符合标准的水平位置上。②吊环硬度不足导致长期实验致使圆环变形，原本的圆形变成不规则图形，依旧用圆的直径计算其面积误差较大，建议使用硬度更大的材料制作。③部分设备工作台升降过程中严重晃动，对于水膜的破裂有较大的影响。