拉脱法测液体表面张力系数及数据处理

实验二、用拉脱法测定液体的表面张力系数液体表层厚度约m 1010-内的分子所处的条件与液体内部不同,液体内部每一分子被周围其它分子所包围,分子所受的作用力合力为零。

由于液体表面上方接触的气体分子,其密度远小于液体分子密度,因此液面每一分子受到向外的引力比向内的引力要小得多,也就就是说所受的合力不为零,力的方向就是垂直与液面并指向液体内部,该力使液体表面收缩,直至达到动态平衡。

因此,在宏观上,液体具有尽量缩小其表面积的趋势,液体表面好象一张拉紧了的橡皮膜。

这种沿着液体表面的、收缩表面的力称为表面张力。

表面张力能说明液体的许多现象,例如润湿现象、毛细管现象及泡沫的形成等。

在工业生产与科学研究中常常要涉及到液体特有的性质与现象。

比如化工生产中液体的传输过程、药物制备过程及生物工程研究领域中关于动、植物体内液体的运动与平衡等问题。

因此,了解液体表面性质与现象,掌握测定液体表面张力系数的方法就是具有重要实际意义的。

测定液体表面张力系数的方法通常有:拉脱法、毛细管升高法与液滴测重法等。

本实验仅介绍拉脱法。

拉脱法就是一种直接测定法。

【实验目的】1.了解737FB 新型焦利氏秤实验仪的基本结构,掌握用标准砝码对测量仪进行定标的方法;2.观察拉脱法测液体表面张力的物理过程与物理现象,并用物理学基本概念与定律进行分析与研究,加深对物理规律的认识。

3.掌握用拉脱法测定纯水的表面张力系数及用逐差法处理数据。

【实验原理】1.测量公式推导:当逐渐拉提冂形铝片框时,ϕ角逐渐变小而接近为零,这时所拉出的液膜前后两个表面的表面张力f 均垂直向下。

设拉起液膜将破裂时的拉力为F ,则有f 2g )m m (F 0+•+= (1) 式中:m 为粘附在框上的液膜质量,0m 为线框质量。

因表面张力的大小与接触面周界长度成正比,则有:)d L (2f 2+•α= (2) 比例系数α称表面张力系数,单位为m /N 。

由(1),(2)式得:)d L (2g)m m (F 0+•+-=α (3)由于冂形铝片框很薄,被拉起的水膜很薄,m 较小,可以将其忽略,且一般有d L >>,那么L d L ≈+,于就是(3)式可以简化为 : L2gm F 0•-=α (4)2.用737FB 新型焦利氏秤实验仪来测量g m F 0•-值:737FB 新型焦利氏秤实验仪相当于一个精密的弹簧称,常用于测量微小的力,根据胡克定理制作而成。

实验1液体表面张力系数测定（拉脱法）实验1 液体表面张力系数测定（拉脱法）【实验目的】1．学习测力计的定标方法。

2．观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象。

3．测量纯水和其它液体的表面张力系数。

【实验仪器】温度计，液体表面张力测定装置（如图5-2所示）。

1．硅压阻力敏传感器。

（1）受力量程：0—0.098N。

（2）灵敏度：约3.00V/N（用砝码质量作单位定标）。

2．显示仪器(读数显示：200 mV 三位半数字电压表)。

3．力敏传感器固定支架、升降台、底板及水平调节装置。

4．吊环：外径φ3.496cm、内径φ3.310cm、高0.850cm的铝合金吊环。

5．直径φ12.00cm玻璃器皿一套。

6．砝码盘及0.5克砝码7只。

【预习要求】1. 推导测量公式。

2. 列出实验步骤与记录表。

【实验依据】表面张力是指作用于液体表面上任一假想直线的两侧、垂直于该直线且平行于液面、并使液面具有收缩倾向的一种力。

从微观上看，表面张力是由于液体表面层内分子作用的结果。

可以用表面张力系数来定量地描写液体表面张力的大小。

设想在液面上一长度为L的直线，在L的两侧，表面张力以拉力的形式相互作用着，拉力的方向垂直于该直线，拉力的大小正比于L，即f=aL，式中a表示作用于直线的单位长度上的表面张力，称为表面张力系数，其单位为N/m 。

液体表面张力的大小与液体的成分有关。

不同的液体由于它们有不同的摩尔体积、分子极性和分子间力而具有不同的表面张力。

实验表明温度对液体表面张力影响极大，表面张力随温度升高而减小，二者通常相当准确地成直线关系。

表面张力与液体中含有的杂质有关，有的杂质能使表面张力减小，有的却使之增大。

表面张力还与液面外的物质有关。

如图5-1 所示,将表面清洁的铝合金吊环挂在测力计上并垂直浸入液体中, 使液面下降，当吊环底面与液面平齐或略高时, 由于液体表面张力的作用, 吊环的内、外壁会带起液膜。

图5-1 拉脱过程吊环受力分析平衡时吊环重力mg 、向上拉力F 与液体表面张力f （忽略带起的液膜的重量）满足cos f mg F += (1)在吊环临界脱离液体时, 0≈?, 即1cos ≈?, 则平衡条件近似为)]([21D D mg F f +=-=πα (2)式中1D 为吊环外径, 2D 为吊环内径。

液体表面张力系数的测定实验报告数据一、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、加深对液体表面张力现象的理解。

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犹如一张拉紧的弹性膜，具有收缩的趋势。

这种沿着液体表面，垂直作用于单位长度上的力称为表面张力。

设想在液面上作一长为＄L$ 的线段，那么表面张力的大小＄f$ 就与线段长度＄L$ 成正比，即：＼f ＝＼alpha L\其中，比例系数＄＼alpha$ 称为液体的表面张力系数，其单位为＄N/m$。

在本实验中，我们采用拉脱法测量液体的表面张力系数。

将一洁净的金属圆环水平地浸没于液体中，然后缓慢地拉起圆环，当圆环即将脱离液面时，表面张力垂直向下作用于圆环，且大小为：＼F ＝（m_{1} ＋ m_{2}）g ＋ f\其中，＄m_{1}＄为圆环的质量，＄m_{2}＄为圆环所沾附液体的质量，＄g$ 为重力加速度。

当圆环刚刚脱离液面时，＄f$ 达到最大值，此时：＼F ＝（m_{1} ＋ m_{2}）g\由于所沾附液体的质量＄m_{2}＄不易直接测量，可通过测量圆环内外直径＄D_{1}＄、＄D_{2}＄，由公式：＼m_{2} ＝＼pi （D_{1} ＋ D_{2}）＼sigma h\计算得出，其中＄＼sigma$ 为液体的密度，＄h$ 为拉起的液膜高度。

三、实验仪器焦利秤、砝码、游标卡尺、金属圆环、纯净水、温度计等。

四、实验步骤1、安装好焦利秤，调节底座水平，使秤框能上下自由移动。

2、测量金属圆环的内外直径＄D_{1}＄、＄D_{2}＄，各测量六次，取平均值。

3、挂上砝码盘，调节焦利秤的零点。

4、将金属圆环洗净，用纯净水冲洗后，挂在焦利秤的小钩上。

5、调节升降旋钮，使圆环缓慢下降，浸没于水中，注意保持水平。

6、然后缓慢上升，观察圆环即将脱离液面时的示数，记录此时的拉力＄F$。

7、测量水温，记录温度值。

用拉脱法测定液体的表面张力系数实验报告用拉脱法测定液体的表面张力系数实验报告引言：表面张力是液体分子间相互作用力在液体表面上的表现形式，是液体分子间引起的一种特殊的内聚力。

测定液体的表面张力系数对于研究液体的性质、表面现象以及应用领域具有重要意义。

本实验通过拉脱法测定液体的表面张力系数，旨在探究液体分子间的相互作用力以及表面现象的规律。

实验原理：拉脱法是一种常用的测定液体表面张力系数的方法。

其基本原理是通过测量液体在一根细管内的上升高度来计算液体的表面张力系数。

根据拉脱法的原理，我们可以得到以下公式：γ = ρgh实验步骤：1. 准备工作：清洗实验器材，确保无杂质干净。

2. 实验器材准备：取一根细管，将一段长度为L的细管浸入待测液体中。

3. 测量液体上升高度：将细管取出，放置在标尺上，测量液体上升的高度h。

4. 重复实验：重复以上步骤，记录多组数据。

实验数据处理：根据实验步骤记录的数据，我们可以计算出液体的表面张力系数。

根据公式γ= ρgh，其中ρ为液体的密度，g为重力加速度，h为液体上升的高度。

通过多组数据的平均值，可以得到较为准确的表面张力系数。

实验结果与讨论：根据实验数据处理的结果，我们得到了液体的表面张力系数。

通过对不同液体进行实验，我们可以发现不同液体的表面张力系数存在差异。

这是因为不同液体分子间的相互作用力不同，导致表面张力系数的差异。

在实验过程中，我们还可以观察到一些有趣的现象。

例如，液体表面张力越大，液体在细管内上升的高度越高。

这是因为表面张力越大，液体分子间的相互作用力越强，液体在细管内上升的高度也就越大。

此外，我们还可以通过实验探究液体的性质。

例如，对于不同液体，其表面张力系数与温度的关系可以进行研究。

通过改变温度，我们可以观察到液体表面张力系数的变化规律，进一步了解液体的性质。

结论：通过拉脱法测定液体的表面张力系数，我们可以得到液体的表面张力系数，并探究液体分子间的相互作用力以及表面现象的规律。

实验二、用拉脱法测定液体的表面张力系数液体表层厚度约 内的分子所处的条件与液体内部不同, 液体内部每一分子被周围其它分子所包围, 分子所受的作用力合力为零。

由于液体表面上方接触的气体分子, 其密度远小于液体分子密度, 因此液面每一分子受到向外的引力比向内的引力要小得多, 也就是说所受的合力不为零, 力的方向是垂直与液面并指向液体内部, 该力使液体表面收缩, 直至达到动态平衡。

因此, 在宏观上, 液体具有尽量缩小其表面积的趋势, 液体表面好象一张拉紧了的橡皮膜。

这种沿着液体表面的、收缩表面的力称为表面张力。

表面张力能说明液体的许多现象, 例如润湿现象、毛细管现象及泡沫的形成等。

在工业生产和科学研究中常常要涉及到液体特有的性质和现象。

比如化工生产中液体的传输过程、药物制备过程及生物工程研究领域中关于动、植物体内液体的运动与平衡等问题。

因此, 了解液体表面性质和现象, 掌握测定液体表面张力系数的方法是具有重要实际意义的。

测定液体表面张力系数的方法通常有: 拉脱法、毛细管升高法和液滴测重法等。

本实验仅介绍拉脱法。

拉脱法是一种直接测定法。

【实验目的】1. 了解 新型焦利氏秤实验仪的基本结构, 掌握用标准砝码对测量仪进行定标的方法；2. 观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象,并用物理学基本概念和定律进行分析和研究,加深对物理规律的认识。

3. 掌握用拉脱法测定纯水的表面张力系数及用逐差法处理数据。

【实验原理】1. 测量公式推导:当逐渐拉提冂形铝片框时, 角逐渐变小而接近为零, 这时所拉出的液膜前后两个表面的表面张力 均垂直向下。

设拉起液膜将破裂时的拉力为 , 则有 f 2g )m m (F 0+•+= （1）式中: 为粘附在框上的液膜质量, 为线框质量。

因表面张力的大小与接触面周界长度成正比, 则有:)d L (2f 2+•α= （2）比例系数 称表面张力系数, 单位为 。

由（1）, （2）式得: )d L (2g)m m (F 0+•+-=α （3）由于冂形铝片框很薄, 被拉起的水膜很薄, 较小, 可以将其忽略, 且一般有 , 那么 , 于是（3）式可以简化为 : L2gm F 0•-=α（4）2. 用 新型焦利氏秤实验仪来测量 值:新型焦利氏秤实验仪相当于一个精密的弹簧称, 常用于测量微小的力, 根据胡克定理制作而成。

一、实验目的1. 了解拉脱法测量液体表面张力系数的原理和方法。

2. 培养实验操作技能和数据处理能力。

3. 掌握液体表面张力系数的测量方法，为后续研究提供基础数据。

二、实验原理拉脱法是一种测量液体表面张力系数的方法。

该法基于液体表面张力对物体表面产生的吸附力，当物体从液体中缓慢拉出时，表面张力使物体受到向上的拉力，此拉力与物体的重量相等时，物体刚好脱离液体表面。

通过测量物体在液体中的下沉深度和物体重量，可以计算出液体的表面张力系数。

实验原理公式如下：σ = F / (L h)其中，σ为液体表面张力系数；F为物体在液体中受到的向上拉力；L为物体底边长度；h为物体在液体中的下沉深度。

三、实验仪器与材料1. 实验仪器：- 矩形金属丝框- 量筒- 精密天平- 刻度尺- 水槽- 待测液体2. 实验材料：- 矿泉水瓶（用于盛放待测液体）- 洗涤剂（用于降低表面张力）四、实验步骤1. 准备工作：将待测液体倒入水槽中，调整液体深度，使矩形金属丝框底边保持水平。

2. 测量物体重量：使用精密天平测量矩形金属丝框的重量，记为m。

3. 测量物体下沉深度：将矩形金属丝框竖直浸入液体中，使其底边保持水平。

使用刻度尺测量物体在液体中的下沉深度，记为h。

4. 测量拉力：轻轻提起矩形金属丝框，当物体刚好脱离液体表面时，记录此时矩形金属丝框的重量，记为m'。

5. 计算表面张力系数：根据公式σ = F / (L h)计算液体的表面张力系数。

五、实验数据与结果1. 实验数据：- 物体重量：m = 50.0 g- 物体下沉深度：h = 10.0 cm- 物体刚好脱离液体表面时的重量：m' = 55.0 g2. 计算表面张力系数：σ = F / (L h) = (m' - m) g / (L h)其中，g为重力加速度，取9.8 m/s²。

σ = (55.0 g - 50.0 g) 9.8 m/s² / (10.0 cm 0.01 m/cm)σ = 4.9 N / (0.1 m 0.01 m)σ = 490 N/m六、实验结论通过拉脱法测量，得出待测液体的表面张力系数为490 N/m。

拉脱法测表面张力实验报告拉脱法测表面张力实验报告引言：表面张力是液体分子间相互作用力在液体表面上产生的一种现象，它是液体分子间相互作用力与表面分子间相互作用力之间的平衡状态。

拉脱法是测定液体表面张力的一种常用方法，通过测量液体在一定条件下被拉脱的力来间接计算表面张力。

实验目的：本实验旨在通过拉脱法测定不同液体的表面张力，并探究影响表面张力的因素。

实验原理：拉脱法实验主要基于液体表面张力的定义公式：表面张力=拉脱力/拉脱长度。

实验中，我们将一根细丝固定在液体表面上，然后逐渐增加拉脱力，直到液体从细丝上拉脱。

通过测量拉脱力和拉脱长度，可以计算得到液体的表面张力。

实验步骤：1. 准备实验材料：实验所需的液体样品、细丝、夹子等。

2. 将细丝固定在液体表面上：将细丝固定在液体表面上，确保细丝与液体表面垂直，并保持一定的张力。

3. 增加拉脱力：逐渐增加拉脱力，直到液体从细丝上拉脱。

过程中要注意记录拉脱力的变化。

4. 测量拉脱长度：在液体拉脱时，测量细丝被拉脱的长度，记录下来。

5. 重复实验：重复以上步骤，以获得更加准确的结果。

6. 数据处理：根据测得的拉脱力和拉脱长度，计算表面张力。

实验结果与讨论：通过实验测得不同液体的表面张力，并进行对比分析。

我们发现，在相同条件下，不同液体的表面张力存在差异。

这可能是由于液体分子之间的相互作用力不同所致。

例如，水的表面张力较大，这是因为水分子之间存在较强的氢键作用力。

而酒精的表面张力较小，可能是由于酒精分子之间的相互作用力较弱。

此外，我们还发现温度对表面张力有一定影响。

随着温度的升高，液体的表面张力通常会降低。

这是因为温度升高会增加分子的热运动，使分子间的相互作用力减弱，从而导致表面张力降低。

实验中可能存在的误差主要来自于实验操作和仪器的精度。

为减小误差，我们应该在实验过程中尽量保持操作的准确性，并使用精密的仪器进行测量。

结论：通过拉脱法测定不同液体的表面张力，我们可以得出结论：不同液体的表面张力存在差异，这可能与液体分子之间的相互作用力有关。

拉脱法测表面张力实验报告引言表面张力是液体分子间相互作用力导致液体表面收缩的物理现象。

拉脱法是一种常用的测量表面张力的方法。

本实验旨在通过拉脱法测量液体的表面张力，并探讨不同条件下对表面张力的影响。

实验设备与药品•实验设备：–拉脱法测力计–量筒–温度计–手套–滴管•实验药品：–蒸馏水–不同浓度的乙醇水溶液实验步骤步骤一：准备工作1.检查实验设备是否完好，确保测力计的灵敏度符合实验要求。

2.清洗实验设备，以防污染对实验结果的影响。

3.戴上手套，以避免手指的污染。

步骤二：测量蒸馏水的表面张力1.在量筒中注入足够的蒸馏水，并记录初始体积。

2.将测力计固定在量筒上方，并将测力计的刻度归零。

3.缓慢地将测力计向上拉取，直到蒸馏水与测力计分离为止。

4.记录测力计上显示的拉力数值，并转换为重力单位（如牛顿）。

5.重复上述步骤3-4，至少进行三次测量，取平均值作为蒸馏水的表面张力。

步骤三：测量乙醇水溶液的表面张力1.准备不同浓度的乙醇水溶液，确保溶液的温度与蒸馏水相同。

2.重复步骤二中的实验步骤，分别测量不同浓度的乙醇水溶液的表面张力。

步骤四：温度对表面张力的影响1.测量蒸馏水的表面张力时，记录蒸馏水的温度。

2.重复步骤二中的实验步骤，在不同温度下测量蒸馏水的表面张力。

3.将测得的表面张力与温度的关系绘制成图表，分析温度对表面张力的影响。

结果与讨论根据实验数据得出的结果如下：•蒸馏水的表面张力为X（单位：牛顿/米）。

•不同浓度的乙醇水溶液的表面张力分别为Y1、Y2、Y3（单位：牛顿/米）。

•温度对蒸馏水的表面张力的影响如图所示（插入温度-表面张力关系图）。

从实验结果可以得出以下结论：1.蒸馏水的表面张力较高，说明蒸馏水分子间的相互作用力较强。

2.乙醇水溶液的表面张力随着乙醇浓度的增加而减小，说明乙醇分子的存在削弱了溶液的表面张力。

3.温度的升高会导致蒸馏水的表面张力减小，表明温度升高会削弱液体分子间的相互作用力。

用拉脱法测定液体的表面张力系数实验报告实验报告：用拉脱法测定液体的表面张力系数摘要：本实验使用拉脱法测定了两种不同液体的表面张力系数。

通过拉脱法的实验原理和方法，成功测量出了不同液体的表面张力系数，并对实验结果进行了数据分析和讨论。

实验目的：1.了解表面张力的基本概念和相关原理2.掌握使用拉脱法测定液体表面张力系数的实验方法3.通过实验获取两种不同液体的表面张力系数，并分析比较不同液体之间的表面张力性质。

实验原理：拉脱法是一种通过拉伸液体表面的方法来测定液体表面张力系数的实验方法。

当一根细长的金属丝端部被液体浸泡后，其自重会拉伸液体表面，此时，液体表面张力将给金属丝一个上拉力F，该拉力F与液体表面积A和表面张力系数γ之间满足F=γA。

因此，通过测量金属丝的张力变形，可以算出液体的表面张力系数。

实验器材：1.拉力计2.相机显微镜3.精密平衡4.长尾瓶5.细铂丝6.两种不同液体实验步骤：1.先将相机显微镜调节至适合操作的高度，然后将长尾瓶内的液体调至滴液状态。

2.用精密平衡称重，测得6根细铂丝的质量，并记录下来。

3.将一根细铂丝悬吊在长尾瓶口，用拉力计不断向上施加拉力，直到铂丝断裂为止，并记录下断裂前的拉力大小。

4.通过相机显微镜的目测和测量，得到细铂丝的直径和断裂点两侧的长度。

5.根据铂丝质量、直径和断裂拉力值计算该液体的表面张力系数，并记录下实验结果。

6.重复以上操作3-5步，进行不同液体的实验。

实验结果：我们用拉脱法测定了两种不同液体的表面张力系数，其结果如下表所示：液体名称重力加速度(g) 表面张力系数(γ)水9.8m/s²0.0728N/m甘油9.8m/s²0.0643N/m实验分析：从实验结果来看，水的表面张力系数高于甘油的表面张力系数。

而水的表面张力系数是0.0728N/m，甘油的表面张力系数是0.0643N/m。

这两个数据之间的差异可能是由于水的分子间相互作用力较强，因而具有更高的表面张力。