液体表面张力系数的测定报告模板

越多，值越小，只要上述条件保持一定，则是一个常数
原
始
数
据
：
有：
L 1 4 (Li 5 - Li ) 50.16 5i 0
5g
K
=0.976
L
L
L
2
Li /( 5 1) 0.485
A
t0.95
L
0.584
n
仪
B
=0.02mm
1.05
2
2
L
A B =0.560
- 5g
K
L2
2 L
2．计算液体表面张力 f
=0.010
次数
初始位置 S0(mm) 水膜破裂时读数 Si(mm) ΔS=Si－ S0(mm)
5. 再记录室温，可查出此温度下蒸馏水的标准值
α，并做比较。
四、强调注意事项 :
1．由于杂质和油污可使水的表面张力显著减小，所以务必使蒸馏水、烧杯、金属片保
持洁净。
2．清洁后的用具，切勿用手触摸，应有镊子取出或存放。
3．测量 S 时要避免水膜提前破裂，否则实验误差较大，其中引起水膜提前破裂的因素
桌面的震动，空气的流动，金属圆环底部不水平等。
【数据处理】
1. 用逐差法计算弹簧的倔强系数 K （实验温度： 180C）
砝码
增重读数 (mm) 减重读数 (mm) 平均数 Li (mm) Li 5 - Li (mm)
数
0
246.82
246.32
246.57
49.56
1
255.78
254.82
255.05
50.00
2
264.62
264.44
264.61
吊环就已经脱
离水面。这样会导致所测得的张力过小，从而导致求得的系数过小；
【思考题】
1. 用焦利称测量微小力的依据是什么？ 答：如果我们在砝码托盘上加 X 克砝码 , 弹簧伸长了某一长度 , 细金属杆上镜中的标线即
向下移动 , 此时三线不再重合 . 转动旋钮使管向上移动 , 因而细金属杆也随之向上移动 . 当三
4． 本实验中为何安排测（ F — mg），而不是分别测 F 和 mg？ 答：因为直接测 F 比较麻烦，而且 F 改变得较小， 可能需要力传感器， 实现起来不方便
也不简单。
5. 本实验影响测量的主要因素有哪些？这些因素使
偏大还是偏小？
答：实验表明，与液体种类、纯度、温度和液面上方的气体成分有关，液体温度越
线又重合时 , 在管及管的游标上可读出第二个读数 , 该读数与第一个读数这差就是弹簧在增
加 X 克重量时所伸长的长度 .
2．金属圆环浸入水中，然后轻轻提起到底面与水面相平时，试分析金属圆环在竖直方 向的受力。
答：竖直向下的重力，液体表面张力沿竖直方向向下的分力，弹簧拉力
3． 分析（ 2）式成立的条件，实验中应如何保证这些条件实现？ 答：（ 2）式在欲脱离水膜而又恰未脱离的极限状态时成立，应该保证金属圆环水平拉 出水面
液体表面张力系数的测定实验报告模板
【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】液体具有尽量缩小其表面的趋势，好像液体表面是一张拉紧了的 橡皮膜一样。这种沿着表面的、收缩液面的力称之为表面张力。测量表面张力 系数的常用方法：拉脱法、毛细管升高法和液滴测重法等。此试验中采用了拉 脱法。拉脱法是直接测定法，通常采用物体的弹性形变（伸长或扭转）来量度 力的大小。液体表面层内的分子所处的环境跟液体内部的分子不同。液体内部 的每一个分子四周都被同类的其他分子所包围，他所受到的周围分子合力为零。 由于液体上方的气象层的分子很少，表层内每一个分子受到的向上的引力比向 下的引力小，合力不为零。这个力垂直于液面并指向液体内部。所以分子有从 液面挤入液体内部的倾向，并使得液体表面自然收缩，直到处于动态平衡。 表面张力 f 与线段长度 L 成正比。即有： f = αL （1） 比例系数 α 称为液体表面张力系数，其单位为Ｎ m-1。 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 （2） 式中 F 为把金属片拉出液面时所用的力； mg 为金属片和带起的水膜的总重量； f 为表面张力。此时， f 与接触面的周围边界 2 （L＋ d ）, 代入（ 2）式中可 得 α = F - mg2( L + d ) 本实验用金属圆环代替金属片，则有
1
245.60
247.76
2.16
2
238.82
240.70
1.88
3
231.62
233.84
2.22
4
224.42
226.56
2.14
5
217.48
219.32
1.84
2
S
S Si /( 5 1) 0.188
A
t0.95
S 0.226
n
仪
B
0.02mm
1.05
S
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2 A
2 B
=0.226
3. 金属环外、内直径的测量
50.60
3
275.44
275.32
275.38
50.69
4
284.32
285.42
284.87
49.95
5
296.44
6
305.22
7
315.24
8
326.32
9
334.52
295.82 304.88 315.18 325.82 335.12
296.13 305.05 315.21 326.07 334.82
α F - mg = π (d1 +
d2 ) 式中 d1 、d2 分别为圆环的内外直径。
【实验步骤】 1．调 “三线对齐 ”
2． 测量弹簧的倔强系数 K 3．测（ F－mg）值。
F - mg f K ? S
代入得
K?S
α π(d d )
1
2
4．用卡尺测出 d1、 d2 值，将数据即可算出水的 α值。
( 本实验直接给学生结果 )
平均值 (mm)
S (mm)
2.05
d1
34.92
d2
33.12
KS
0.009
(d1 d2 )
3．计算表面张力系数 及不确定度
2
S
K
(d1 d 2 )
K (d1 d2 )
2
S
0.462
4.表面张力系数的理论值： 0.0728
【误差分析】
1. 定标时砝码盘摇晃，会使传感器受到大于砝码盘（含砝码）重力的力的作用，
这会导致测得的电压值偏大，致使定标获得的 k 过大，导致最后求得的结果偏
小
2. 如果吊环不水平，则会导致水面在下降过程中，水膜并不是同时破裂，实际
作用于吊环 的水膜长度只是吊环周长的一小部分，这会会导致最后求得的结果
偏小
3. 测定仪测量电压值并不是连续的，需要一定的时间来进行反应，若在水膜即
将破裂时水面下降过快，传感器尚未显示出实际的最大电压值，