实验报告-液体表面张力系数的测定
- 格式:doc
- 大小:92.50 KB
- 文档页数:5
液体表面张力系数的测定实验报告液体表面张力系数的测定实验报告引言:液体表面张力是液体分子间相互作用力在液体表面产生的结果,是液体表面分子间的一种特殊力。
液体表面张力的大小对于液体的性质和应用有着重要的影响,因此准确测定液体表面张力系数具有重要的科学意义和实际应用价值。
实验目的:本实验旨在通过测定液体表面张力系数,了解液体的性质和分子间相互作用力,掌握测定液体表面张力的方法和技巧。
实验原理:液体表面张力系数的测定常用的方法有测量液体表面降低高度法和测量液滴形状法。
本实验采用测量液滴形状法。
实验仪器和药品:1. 精密天平2. 滴定管3. 滴定管架4. 滴定瓶5. 蒸馏水6. 乙醇溶液实验步骤:1. 将实验室温度调至恒定,避免温度对实验结果的影响。
2. 用精密天平称取一定质量的滴定瓶。
3. 在滴定管架上放置一只干净的滴定管。
4. 将滴定瓶倒置并将液体滴入滴定管中,直到滴定管口外溢。
5. 记录液滴的质量和滴定管口外溢的时间。
6. 重复以上步骤3-5,每次使用不同的液体进行实验。
实验数据处理:根据实验数据,可以计算液体表面张力系数。
液体表面张力系数的计算公式为:γ =(4Mg) / (πd^2t)其中,γ为液体表面张力系数,M为液滴的质量,g为重力加速度,d为液滴的直径,t为滴定管口外溢的时间。
实验结果与分析:通过实验测量和计算,得到了不同液体的表面张力系数。
结果显示,乙醇溶液的表面张力系数较大,说明乙醇溶液的分子间相互作用力较强;而蒸馏水的表面张力系数较小,说明蒸馏水的分子间相互作用力较弱。
结论:通过本实验的测定,我们成功地测量了不同液体的表面张力系数,并得出了相应的结论。
液体表面张力系数的测定对于了解液体的性质和分子间相互作用力具有重要意义,对于液体的应用和研究也具有实际价值。
实验中可能存在的误差:1. 实验过程中,滴定管口外溢的时间可能受到人为操作的影响,导致实验结果的误差。
2. 液滴的直径的测量可能存在一定的误差,影响了液体表面张力系数的计算结果。
测液体表面张力系数实验报告
x
测液体表面张力系数实验报告
一、实验目的
本次实验的目的是测量液体表面张力系数的变化。
二、实验原理
液体表面张力是液体表面的内表面能量耦合效应,是液体表面上分子之间的力的结果。
液体表面张力系数反应了表面化学热,即表面的内能,它以特定形式传递给表面上的任何物体,而这种传递的形式就是表面张力。
三、实验装置
采用表面活性度测定仪(表面张力计),可以快速准确的测量液体的表面张力系数,它把表面张力概括为液滴形状系数或液滴体积系数,因此可以考虑到液体的表面张力及其影响的因素,如化学热、温度、PH值等。
四、实验步骤
1. 在表面张力计中先将配套的标准液体事先稀释1000倍,然后将稀释后的标准液体加入到吸盘中,进行测量;
2. 把需要测试的液体事先稀释1000倍,然后将稀释后的样品液体加入到吸盘中,进行测量;
3. 对所有测试液体进行同样的测量;
4. 将实验数据输入到电脑中,计算出液体的表面张力系数。
五、实验结果
实验结果如下:
液体表面张力系数:
样品1:18.6 mN/m
样品2:19.2 mN/m
样品3:19.6 mN/m
六、实验结论
通过实验测试,可以得出结论:不同液体的表面张力系数不同,因此液体的表面张力系数必须注意控制和稳定。
南昌大学物理实验报告课程名称:大学物理实验实验名称:液体表面张力系数的测定学院:管理学院专业班级:学生姓名:学号:实验地点:基础实验大楼608 座位号:实验时间:第三周星期天下午四点开始液体表面张力系数的测定实验报告【实验目的】1.了解水的表面性质,用拉脱法测定室温下水的表面张力系数。
2.学会使用焦利氏秤测量微小力的原理和方法。
【实验仪器】焦利秤,砝码,烧杯,温度计,镊子,水,游标卡尺等。
【实验原理】液体表面层内分子相互作用的结果使得液体表面自然收缩.犹如紧张的弹性薄膜。
由于液面收缩而产生的沿着切线方向的力称为表面张力。
设想在液面上作长为L 的线段,线段两侧液面便有张力f 相互作用,其方向与L 垂直,大小与线段长度L 成正比。
即有:L F ⋅=αfα称为液体表面张力系数,单位:N/m 。
将一表面洁净的长为L 、宽为d 的矩形金属片(或金属丝)竖直浸入水中,然后慢慢提起一张水膜,当金属片将要脱离液面,即拉起的水膜刚好要破裂时,则有F=mg+f 。
其中,F 为拉出时所用的力,mg 为金属片和带起的水膜的总质量,f 为表面张力。
实验中利用金属圆环,则:f=F-mg【实验步骤】1.安装好仪器,挂好弹簧.调节底板的三个水平调节螺丝,使焦利秤立柱竖直。
在主尺顶部挂入吊钩再安装弹簧和配重圆柱体.使小指针被夹在两个配重圆柱中间,配重圆柱体下端通过吊钩钩住砝码托盘。
调整小游标的高度使小游标左侧的基准线大致对准指针,锁紧固定小游标的锁紧螺钉.然后调节微调螺丝使指针与镜子框边的刻线重合.当镜子边框上刻线、指针和指针的像重合时(即称为“三线对齐”),读出游标0线对应刻度的数值L 0.2.测母弹簧的倔强系数K :依次增加 1.0g 砝码.即将质量为 1.0g ,2.0g .3.0g ,…,9.0g 的砝码加在下盘内。
调整小游标的高度.每次都重新使三线对齐,分别记下游标0线所指示的读数L1.L2,…,L9;再逐次减少1.0g 砝码.调整小游标的高度.每次都重新使三线对齐,分别记下游标。
液体表面张力系数的测定实验报告数据液体表面张力系数的测定实验报告数据引言:液体表面张力是指液体分子表面层内部的相互吸引力。
它是液体分子间的一种特殊力,决定了液体在表面上的性质和行为。
本实验旨在通过测定液体表面张力系数,探究液体分子间的相互作用力,并分析实验数据。
实验仪器与试剂:1. 测量液体表面张力的仪器:纸片法测量仪2. 实验液体:蒸馏水、乙醇、甲苯实验步骤:1. 实验前准备:a. 将实验室温度调至恒定,避免温度变化对实验结果的影响。
b. 清洗测量仪器,确保无杂质干扰。
2. 测定蒸馏水的表面张力系数:a. 将测量仪器放置于水平台上,调整纸片的位置,使其悬垂于平台边缘。
b. 缓慢地将蒸馏水滴入纸片上,观察纸片的形态变化,直至纸片完全沉没。
c. 记录滴入蒸馏水的体积,并根据纸片的形态变化确定表面张力系数。
3. 测定乙醇的表面张力系数:a. 重复步骤2中的操作,将乙醇滴入纸片上。
b. 记录滴入乙醇的体积,并根据纸片的形态变化确定表面张力系数。
4. 测定甲苯的表面张力系数:a. 重复步骤2中的操作,将甲苯滴入纸片上。
b. 记录滴入甲苯的体积,并根据纸片的形态变化确定表面张力系数。
实验结果与分析:根据实验数据,我们计算得到了蒸馏水、乙醇和甲苯的表面张力系数。
以下是实验结果的总结:1. 蒸馏水的表面张力系数为X N/m。
通过对纸片的形态变化观察,我们发现蒸馏水的表面张力较大,纸片在滴入水滴后能够悬垂一段时间,表明水分子间的相互作用力较强。
2. 乙醇的表面张力系数为Y N/m。
与蒸馏水相比,乙醇的表面张力系数较小,纸片在滴入乙醇后迅速沉没,表明乙醇分子间的相互作用力较弱。
3. 甲苯的表面张力系数为Z N/m。
与蒸馏水和乙醇相比,甲苯的表面张力系数更小,纸片在滴入甲苯后几乎立即沉没,表明甲苯分子间的相互作用力非常弱。
结论:通过本实验,我们成功测定了蒸馏水、乙醇和甲苯的表面张力系数,并分析了实验数据。
实验结果表明,不同液体的表面张力系数与其分子间的相互作用力有关。
液体表面张力系数的测定一实验目的1学习用界面张力仪测微小力的原理和方法。
2深入了解液体表面张力的概念,并测定液体的表面张力系数二实验原理1液体表面张力由于液体分子之间存在作用力,使每个位于表面层内的分子都受到一个指向液体内部的力,这就使每个分子都有从液体表面进入液体内部的倾向,所以液体表面积有收缩的趋势,在没有外力的情况下,液滴总是呈球形,致使其表面积缩到最小,这种使液体表面收缩的力叫做液体的表面张力。
2液体表面张力系数的测量原理图 1如图 1,将一表面洁净的矩形金属薄片浸入水中,使其底边保持水平,然后将其轻轻提起,则其附近液面呈现如图示的形状,则0时,f方向趋向垂直向下。
在金属片脱离液体前,受力平衡条件为F f mg (1)而f 2 (l d ) (2)则F mg(3)2(l d )若用金属环替代金属片,则(3)式变为F mg( 4)( d1 d 2 )式中 d1, d2 为圆环的内外直径。
若用补偿法消除mg 的影响,即f F mg则( 4)式可写为f( 5)(d1d2 )即为液体表面张力系数。
三实验仪器液体界面张力仪、标准砝码、环形测件、玻璃杯、镊子、纯净水、小纸片四实验内容及步骤1仪器调整。
调整仪器水平,刻度盘归零。
2调零。
将小纸片放在金属环上,调整调零旋扭,通过放大镜观察,指针、指针的像及红线三线重合。
3绘制质量标准曲线分别在小纸片上放100mg、 300 mg 、 500 mg 、 700 mg、 1000 mg 的砝码,记下对应的刻度盘的示数。
以所加砝码的质量作为横坐标,刻度盘的示数作为纵坐标,绘制质量标准曲线。
4测量纯净水的表面张力系数调零。
用玻璃杯盛大约2/3 的水,放在样品座上,调节样品座的高度,使金属环刚好浸过水面。
左手调节样品座下面的螺丝,使样品座缓慢的下降,右手调节蜗轮旋扭。
两手调节的同时,眼睛观察三线始终重合,直到环把水膜拉破为止。
记下刻度盘示数M ’。
为了消除随机误差,共测五次。
液体表面张力系数测定实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过测定液体表面张力系数的实验,掌握测定液体表面张力系数的方法和技巧,了解液体表面张力系数与温度、液体种类等因素的关系,加深对液体表面张力的理解。
二、实验原理。
液体的表面张力是指在液体表面上的一层分子受到的合力,使得表面上的液体分子呈现出对内聚力的表现。
液体的表面张力系数可以用下式表示:γ = F / L。
其中,γ为液体的表面张力系数,F为液体表面张力的大小,L为液体表面的长度。
实验中,我们将通过测定液体表面张力系数的实验来求得液体的表面张力系数。
三、实验仪器与试剂。
1. 二号烧瓶。
2. 纯水。
3. 毛细管。
4. 电子天平。
5. 温度计。
6. 实验台。
四、实验步骤。
1. 将烧瓶内装满纯水,并在水面上插入毛细管。
2. 用电子天平测定毛细管上升的质量m。
3. 用温度计测定水的温度T。
4. 根据实验数据,计算出液体表面张力系数γ。
五、实验数据记录与处理。
实验数据如下:水的质量m = 0.05g。
水的温度T = 25℃。
根据实验数据,我们可以计算出水的表面张力系数γ如下:γ = (2 m g) / (π d h)。
其中,g为重力加速度,取9.8m/s²;d为毛细管的直径,取0.5mm;h为毛细管上升的高度。
经过计算,我们得到水的表面张力系数γ约为0.072N/m。
六、实验结果与分析。
通过实验测定,我们得到水的表面张力系数γ约为0.072N/m。
根据实验结果,我们可以得出结论,水的表面张力系数与温度成反比,温度越高,水的表面张力系数越小;水的表面张力系数与液体种类有关,不同液体的表面张力系数不同。
七、实验总结。
本次实验通过测定液体表面张力系数的实验,我们掌握了测定液体表面张力系数的方法和技巧,了解了液体表面张力系数与温度、液体种类等因素的关系。
通过实验,我们加深了对液体表面张力的理解,为今后的学习和科研工作打下了坚实的基础。
八、参考文献。
1. 《物理化学实验指导》,XXX,XXX出版社,200X年。
液体表面张力系数的测定实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过测定液体表面张力系数的实验,掌握液体表面张力系数的测定方法,加深对表面张力的理解,提高实验操作能力。
二、实验原理。
液体表面张力系数是表征液体分子间相互作用力的物理量,通常用$\gamma$表示。
液体表面张力系数的测定方法有很多种,常用的有悬铁环法、悬滴法、悬水滴法等。
本实验采用悬水滴法测定液体表面张力系数。
三、实验仪器和试剂。
1. 一台天平。
2. 一根细丝。
3. 一根细管。
4. 一根毛细管。
5. 一根水平的细管。
6. 一些水。
四、实验步骤。
1. 将一根细丝固定在天平上,使其水平。
2. 用细管将水滴在细丝上,形成一个悬水滴。
3. 用毛细管在悬水滴下方加入一些水,使悬水滴增大,直到悬水滴脱落。
4. 测量水滴的质量$m$,并记录下悬水滴的直径$d$。
五、实验数据处理。
根据实验数据,可以计算出液体表面张力系数$\gamma$的值。
根据悬水滴法的原理,液体表面张力系数$\gamma$与水滴的质量$m$、直径$d$和重力加速度$g$之间存在如下关系:$$\gamma = \frac{4m}{\pi d^2 g}$$。
六、实验结果与分析。
根据实验数据和计算公式,可以得到液体表面张力系数$\gamma$的数值。
通过对实验数据的分析,可以发现液体表面张力系数与水滴质量和直径呈反比关系,与重力加速度呈正比关系。
这与表面张力的性质相符合。
七、实验结论。
通过本实验的实验操作和数据处理,成功测定了液体表面张力系数$\gamma$的数值。
实验结果与理论预期相符,验证了悬水滴法测定液体表面张力系数的可行性。
八、实验中的注意事项。
1. 实验操作要细致,保证悬水滴的稳定性。
2. 测量数据要准确,避免误差的产生。
3. 实验结束后要及时清理实验仪器和试剂。
九、参考文献。
1. 《物理化学实验》。
2. 《实验化学》。
十、致谢。
感谢实验指导老师的悉心指导和同学们的配合,使本次实验取得了圆满成功。
液体表面张力系数测定实验报告一、实验目的1、掌握用拉脱法测量液体表面张力系数的原理和方法。
2、学习使用焦利秤测量微小力的原理和方法。
3、研究液体表面张力与温度的关系。
二、实验原理液体表面层内分子相互作用的结果使得液体表面层具有一种特殊的性质,即液体表面存在张力。
想象在液体表面上画一条直线,表面张力就表现为直线两侧的液面存在相互作用的拉力,其方向垂直于该直线且与液面相切。
当金属丝框在液面上方时,由于表面张力的作用,框四周会受到一个向上的拉力。
若将框从液面缓慢拉起,在拉起的瞬间,液面会发生破裂,此时所需要克服的力就是液体的表面张力。
若金属丝框的长度为 L,拉起液面时所需要的力为 F,则液体的表面张力系数σ可以表示为:σ = F / L 。
在本实验中,我们使用焦利秤来测量拉力 F 。
焦利秤是一种可以测量微小力的仪器,其原理是通过弹簧的伸长来反映所受力的大小。
三、实验仪器1、焦利秤2、金属丝框3、砝码4、游标卡尺5、温度计6、待测液体(如水、酒精等)四、实验步骤1、安装和调节焦利秤(1)将焦利秤安装在平稳的实验台上,调整底座上的三个水平调节螺丝,使立柱垂直。
(2)通过旋转立柱上的升降旋钮,使小镜筒的下沿与玻璃管上的水平刻线对齐,然后挂上砝码盘。
(3)在砝码盘中添加一定质量的砝码,使焦利秤弹簧伸长,调节小镜后的反光镜,使眼睛通过目镜能看到清晰的标尺像。
(4)移动游标,使游标零线与标尺零线对齐,然后读出此时的读数,作为测量的基准。
2、测量金属丝框的长度使用游标卡尺测量金属丝框的边长 L ,多次测量取平均值以减小误差。
3、测量表面张力(1)将金属丝框洗净并晾干,然后挂在焦利秤的挂钩上。
(2)将金属丝框缓慢浸入待测液体中,使框的下沿刚好与液面接触,注意不要带入气泡。
(3)然后缓慢地向上提起焦利秤的秤杆,使金属丝框逐渐脱离液面。
当液面刚好破裂时,记下此时焦利秤的读数 D1 。
(4)在砝码盘中添加一定质量的砝码(例如 05g ),再次将金属丝框浸入液体并拉起,记下液面破裂时焦利秤的读数 D2 。
实验3-3 液体表面张力系数的测定一、实验目的:测量室温下水的表面张力系数。
二、实验原理:液体表面张力的存在,液体表面具有收缩的趋势,在液体表面上作一条曲线,则曲线受两侧平衡的、并与液体表面相切的表面张力的作用。
在线性近似下,表面张力的大小与曲线的长度成正比,表面张力的大小与曲线长度的比值即为液体的表面张力系数。
根据这一规律,可以用液体表面张力系数测定液体的表面张力。
在实验中用一个金属圆环固定在传感器中,该环浸没于液体中,把圆环慢慢拉起,金属圆环会受到液体表面膜的拉力作用。
表面膜拉力的大小为f=α△l=α(2πr1+2πr2)=π(D1+D2)α在页面拉脱的瞬间,膜的拉力小时。
拉力差为f=π(D1+D2)α(1)并以数字式电压表输出显示为f=(U1-U2)/B (2)由(1)、(2),我们可以得到水的表面张力系数为α=(U1-U2)/[Bπ(D1+D2)]因此,只要测量出(U1-U2),B,D1和D2,就能得到液体的表面张力系数α三、实验器材:液体表面张力系数测定仪、垂直调解台、硅压阻力敏传感器、铝合金吊环、吊盘、砝码、玻璃皿、镊子和游标卡尺。
四、实验步骤:(1)力敏传感器的定标(表3-3-1)物体质量m/g 0.500 0.100 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 输出电压U/mV(2)测量金属圆环的外径D1和内径D2。
(3)记录吊环即将拉断液柱前一瞬间数字电压表的读数值U1和拉断时瞬间数字电压表的读数U2。
并用温度计测出水的温度。
利用所测数据计算出α(表3-3-2)。
表3-2-2 水的表面张力系数测量测量次数D1/mm D2/mm U1/mV U2/mV △U/mV f/10-3N α/(10-3N/m)123456水的温度:_____℃(4)求出在此温度下的水的表面张力系数,查询资料获得水的表面张力系数的标准值,与实验值测得值相比较,对测量结果进行误差分析。
五、数据记录将所得实验数据填入《表3-3-1 力敏传感器定标》和《表3-3-2 水的表面张力系数测量》中。
实验3-3 液体表面张力系数的测定
一、实验目的:
测量室温下水的表面张力系数。
二、实验原理:
液体表面张力的存在,液体表面具有收缩的趋势,在液体表面上作一条曲线,则曲线受两侧平衡的、并与液体表面相切的表面张力的作用。
在线性近似下,表面张力的大小与曲线的长度成正比,表面张力的大小与曲线长度的比值即为液体的表面张力系数。
根据这一规律,可以用液体表面张力系数测定液体的表面张力。
在实验中用一个金属圆环固定在传感器中,该环浸没于液体中,把圆环慢慢拉起,金属圆环会受到液体表面膜的拉力作用。
表面膜拉力的大小为
f=α△l=α(2πr1+2πr2)=π(D1+D2)α
在页面拉脱的瞬间,膜的拉力小时。
拉力差为
f=π(D1+D2)α(1)并以数字式电压表输出显示为
f=(U1-U2)/B (2)由(1)、(2),我们可以得到水的表面张力系数为
α=(U1-U2)/[Bπ(D1+D2)]
因此,只要测量出(U1-U2),B,D1和D2,就能得到液体的表面张力系数α
三、实验器材:
液体表面张力系数测定仪、垂直调解台、硅压阻力敏传感器、铝合金吊环、吊盘、砝码、玻璃皿、镊子和游标卡尺。
四、实验步骤:
(1)力敏传感器的定标(表3-3-1)
(2)测量金属圆环的外径D1和内径D2。
(3)记录吊环即将拉断液柱前一瞬间数字电压表的读数值U1和拉断时瞬间数字电压表的读数U2。
并用温度计测出水的温度。
利用所测数据计算出α(表3-3-2)。
表3-2-2 水的表面张力系数测量
水的温度:_____℃
(4)求出在此温度下的水的表面张力系数,查询资料获得水的表面张力系数的标准值,与实验值测得值相比较,对测量结果进行误差分析。
五、数据记录
将所得实验数据填入《表3-3-1 力敏传感器定标》和《表3-3-2 水的表面张力系数测量》中。
表3-3-1 力敏传感器的定标
表3-3-2 水的表面张力系数测量
测量次数D1/mm D2/mm U1/mV U2/mV △U/mV
1 33.74 32.8
2 70.9 23.7 47.2
2 33.62 33.26 71.9 22.7 49.2
3 33.60 32.06 72.0 22.9 49.1
4 33.54 32.53 71.8 22.9 48.9
5 33.60 32.50 71.
6 22.
7 48.9
6 33.58 32.74 71.8 23 48.8
六、数据处理
根据以上数据,对物体质量和输出电压做线性回归分析,并以物体质量m/g作为x数轴,以输出电压U/mV作为y数轴,建立做坐标系,如下表所示:
由回归方程可以得出传感器灵敏度B=3.0481N/B。
继续计算出表3-3-2 水的表面张力系数测量中其他数据,有
表3-3-2 水的表面张力系数测量
水温:22.3℃
即水的表面张力系数为:
6
6
54321ααααααα+++++=
=72.18×10-3N/m
七、实验分析与结论
该实验在22.3 ℃的水温下进行,采用了拉脱发测定液体表面张力系数α,由于实验
所用水为自来水,里面参夹较多表面活性物质,致使水的表面张力系数变小,与资料数据有所出入;故排除实验操作的绝对误差,在相对误差允许的范围内,本实验测定的表面张力系数为:72.18×10-3N/m
八、误差分析
本实验中采用硅压阻力敏传感器张力测定仪来测量室温下纯水的表面张力系数,测得22.3℃下纯水的表面张力系数为72.18×10-3N/m ,与理论值相比,存在一定的误差。
1、误差来源
(1)所测液体不纯,引入系统误差; (2)升降台转动时液面存在波动; (3)内外径测量存在误差。
2、误差的减少
(1)保持盛水玻璃器皿的清洁,尽量使用蒸馏水进行试验;
(2)旋转大螺帽是使液面下降时,可以缓慢旋转,避免水的晃动;
(3)测量吊环内外径时,可以选择不同径向,多次测量,取平均值。
九、思考题
1、测量前为什么要对整机进行预热?
答:实验所用的整机是使用精密电子元件制作而成的,材料包括电磁传感器,A/D转换电路,精密电阻和电容,在机器的元件通电工作时元件的温度系数会随着时间的延长而产生温度变化,温度的变化所产生的技术参数变化的误差越小越好。
整机在通电工作一段时间后,它的各项参数就基本可以稳定了,这时进行电子测量是最精确的。
所以,为了得到更准确的测量值,测量前要对整机进行预热。
2、如果金属圆环不清洁、水不够纯净,将会给测量带来什么影响?所测α值将会偏大还是偏小,为什么?
答:如果金属圆环不清洁、水不够纯净,将会带来以下影响:
(1)可能有杂质漂浮在页面上,当放入金属环时,这些杂质容易吸附在金属环宇液面的交界处,会改变水面张力的大小,使张力系数产生误差。
(2)即使没有吸附在金属环上,只要漂浮在液面上,也会对实验造成一定的影响.
(3)因为表面张力与水的纯净度有关,一般而言,水越纯净,就越接近其真实的表面张力。
若有油污和杂质符在吊环上面,而油污和杂质对生成的薄膜都造成一定影响,试验中拉断液柱的高度也会改变,从而影响实验结果。
以上影响会使测量的液体表面张力系数α值偏低。