液体表面张力系数测量201309

华中科技大学物理实验教学中心液体表面张力系数的测量一、什么是表面张力？液体的表面如紧张的薄膜,存在着张力,有收缩成表面积最小的趋势,这种张力称为表面张力。表面张力的方向：,FLa=表面张力的大小：与表面相切，与面内分界线垂直。其中是表面张力系数。表面张力系数α和很多因素有关，在钢液脱碳过程中，钢液和一氧化碳气体之间的表面张力约为1.50N/m.纯水中加入表面活性剂后，其表面张力系数可以减小好几个数量级。界面气体等。温度、纯度、比如液体成分、二、日常生活中的表面张力现象毛细现象三、表面张力现象的应用四、液体表面系数的测量1、拉脱法测液体表面张力系数实验原理液膜拉破前瞬间：液膜拉破后：'Fmg='12222DDFFL12()UDDKLmgF2于是，表面张力系数但力敏传感器输出的是电压，可以设：输出电压一般和输入的力成线性关系的,UKF12()UDDK力敏传感器吊环培养皿升降调节螺母底座及调节螺丝数字电压表实验装置次数砝码（g）增重时读数（mV）减重时读数（mV）平均值（mV）10.00020.500……83.500实验过程1）力敏传感器定标确定K值2）测量液膜断裂前后力敏传感器的输出电压。次数拉脱前瞬间拉脱后电压差12…………6)(1mVu)(2mVu)(mVu3）记录室温和相近温度下的理论值。数据处理注意事项1）用最小二乘法求传感器灵敏度K和相关系数r。2）计算表面张力系数，并与标准值进行比较。1）操作要轻柔，不要给力敏传感器附加额外的力。2）注意吊环和水面之间的应尽量平行。3）小心使用玻璃器皿。2、毛细管升高法测液体表面张力系数实验原理润湿管壁的液体在细管里升高，而不润湿管壁的液体在细管里降低的现象。毛细现象：平衡时，上升液柱的重力与液体由于表面张力的作用所受到向上的拉力相等，为半球面，毛细管液面四周所受到的表面张力竖直向上，θ角为零，同时水的体积用水柱高度及毛细管内径表示，当水和玻璃都很干净时，液面其中d为毛细管内径，h为液柱高度。对毛细管内液体升高的情况，即：这时有：ghrr2cos2)6(41dhgd实验装置目镜物镜调焦螺旋水平移动旋钮测微鼓轮上下移动旋钮读数标尺读数盘实验过程1）清洗烧杯、毛细管2）观察毛细现象，准备测量3）测毛细管中水柱高度次数毛细管水面下沿（mm）烧杯水面下沿（mm）毛细管内水柱高度（mm）1…5平均-----------4）测毛细管内径次数毛细管上内侧(mm)毛细管下内侧(mm)毛细管内径（mm）1…5平均-----------d数据处理注意事项1）计算毛细管中水柱高度的平均值。3）计算表面张力系数，并与标准值进行比较。1）注意烧杯、水和毛细管的清洁。3）读数显微镜是贵重仪器，需小心操作，保护镜头。2）在用读数显微镜测量时，注意避免空程差。2）计算毛细管内径的平均值。实验完成后摆放顺序如下：Theend