液体表面张力系数的测定

实验三 液体表面张力系数的测定液体的表面张力是表征液体性质的一个重要参数，它描述了液体表层附近分子力的宏观表现，在船舶制造、水利学、化学化工、凝聚态物理中都能找到它的应用。

测量液体表面张力系数对于科学研究和实际应用都具有重要意义。

测定液体表面张力系数的常用方法有：拉脱法，液滴测重法和毛细管升高法等。

拉脱法是测量液体表面张力系数常用的方法之一。

该方法的特点是，用秤量仪器直接测量液体的表面张力，测量方法直观，概念清楚。

【预习思考题】1. 什么是表面张力？2. 液体表面张力系数的物理意义是什么？影响因素有哪些？3. 拉脱法测量液体表面张力系数的基本原理是什么？【实验目的】1.掌握用硅压阻力敏传感器测量的原理和方法。

2.了解液体的表面性质、理解测定液体表面张力系数的原理和方法。

3. 学习和掌握基本测量仪器游标卡尺的使用。

【实验原理】液体分子之间存在相互作用力，称为分子力。

液体内部每一个分子周围都被同类的其他分子包围，它所受到的周围分子的作用，合力为零。

而液体的表面层（其厚度等于分子的作用半径，约10–8 cm左右）内的分子所处的环境跟液体内部的分子缺少了一半和它吸引的分子。

由于液体上的气相层的分子数很少，表面层内每一个分子受到向上引力比向下的引力小，合力不为零，出现一个指向液体内部的吸引力，所以液面具有收缩的趋势。

这种液体表面的张力作用，被称为表面张力。

表面张力的大小与接触面周长成正比，即：f = α·2l。

其中α称表面张力系数，它在数值上等于作用在液体表面单位长度上的力，单位为N/m。

图 2 液体的表面张力4041在液体中浸入一只小圆环，使圆环的底面保持水平，然后将圆环轻轻地提起。

对润湿液体而言，靠近圆环的液面将呈现如图2所示的形状。

圆环与液面的接触线上由于液面收缩而产生的表面张力沿液面的切线方向，图中液面与圆环侧面的夹角φ称为接触角(或润湿角)，当用外力F 缓缓向上拉小圆环时，接触角逐渐减小而趋于零，这时被圆环所拉起的液膜也成圆环形状。

液体表面张力系数的测定表面张力是液体表面的重要特性，它类似于固体内部的拉伸应力，这种应力存在于极薄的表面层内，是液体表面层内分子力作用的结果。

液体表面层的分子有从液面挤入液内的趋势，从而使液体有尽量缩小其表面的趋势，整个液面如同一张拉紧了的弹性薄膜，我们把这种沿着液体表面，使液面收缩的力称为表面张力。

作用于液面单位长度上的表面张力，称为液体的表面张力系数，测定液体表面张力系数的方法有：拉脱法、毛细管法、最大气泡压力法等。

本实验采用拉脱法测定表面张力系数。

实验目的：1、了解液体表面性质。

2、熟悉用拉脱法测定表面张力系数的方法。

3、熟悉用焦利弹簧秤测量微小力的方法。

实验仪器：焦利弹簧秤，被测液体，游标卡尺，矩形金属框，烧杯，砝码及托盘等实验原理：1、面张力的由来假设液体表面附近分子的密度和内部一样，它们的间距大体上在势能曲线的最低点，即相互处在平衡的位置上。

由图（1）可以看出，分子间的距离从平衡位置拉开时，分子间的吸引力先加大后减小，在这儿只涉及到吸引力加大的一段，如图（2）所示，设想内部某个分子A欲向表面迁徙，它必须排开分子1、2，并克服两侧分子3、4和后面分子5对它的吸引力。

用势能的概念来说明，就是它处在图（3）左边的势阱中，需要有大小为d E 的激活能才能越过势垒，跑到表面去。

然而表面某个分子B 要想挤向内部，它只需排开分子''21、和克服两侧分子''43、的吸引力即可，后面没有分子拉它。

所以它所处的势阱（图（3）中右边的那个）较浅，只要较小的激活能'dE 就可越过势垒，潜入液体内部。

这样一来，由于表面分子向内扩散比内部分子向表面扩散来得容易，表面分子会变得稀疏了，其后果是它们之间的距离从平衡位置稍为拉开了一些，于是相互之间产生的吸引力加大了，这就是图(3)右边所示的情况。

此时分子B 需克服分子''43、对它的吸引力比刚才大，从而它的势阱也变深了，直到'dE 变得和d E 一样时，内外扩散达到平衡。

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。

实验七液体表面张力系数的测定【实验目的】1. 了解焦利氏秤测微小力的原理、结构和方法；2．用拉脱法测量室温下水的表面张力系数；3．掌握用逐差法处理数据。

【实验仪器】焦利氏秤，Π型金属丝框，法码，游标卡尺，玻璃杯，酒精，金属镊子，温度计及蒸馏水。

【实验原理】许多涉及液体的物理现象都与液体的表面性质有关，液体表面的主要性质就是表面张力。

例如液体与固体接触时的浸润与不浸润现象、毛细现象、液体泡沫的形成等，工业生产中使用的浮选技术，动植物体内液体的运动，土壤中水的运动等都是液体表面张力的表现。

液体表面层中分子的受力情况与液体的内部不同。

在液体内部，任一个分子受其他分子引力、斥力在各方向上均相等，则所受的合力为0；而在表面层，由于液体上方气体分子密度较小，液体表面层分子间的距离大于正常距离，这时引力大于斥力。

这种状态下，整个液面如同绷紧的弹性薄膜，这时产生的沿液面并使之收缩的力称为液体表面张力，用表面张力系数来描述。

液体的表面张力系数与液体的性质、杂质情况、温度等有关。

当液面与其蒸汽相接触时，表面张力仅与液体性质及温度有关。

一般来讲，密度小，易挥发液体小；温度愈高，愈小。

如果在液体表面想象一条直线段，那么,表面张力就表现为线段两边的的液面会以一定的拉力相互作用,此拉力方向垂直于线段,大小与此线段的长度成正比,即（7-1）其中，为液体表面张力系数,它表示单位长线段两侧液体的相互作用，国际制中单位为牛顿/米，记为N?M-1。

拉脱法测定液体表面张力系数是基于液体与固体接触时的表面现象提出的。

由分子运动论可知，当液体分子和与其接触的固体分子之间的吸引力大于液体分子的内聚力时，就会产生液体浸润固体的现象。

现将一洁净Π型金属丝浸入水中，由于水能浸润金属，当拉起金属丝时，在Π型金属丝框内就形成双面水膜。

设Π型金属丝的直径为，内宽为，重量，受浮力，弹簧向上的拉力，液体的表面张力为。

则Π型丝的受力平衡条件为（7-2）设接触角为，由于水膜宽度为（L+d）,则表面张力为（7-3）缓慢拉起Π型丝至水面时，接触角趋近于零，上式中。

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）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。

实验九液体表面张力系数的测定液体的表面张力是表征液体性质的一个重要参数．测量液体的表面张力系数有多种方法，拉脱法是测量液体表面张力系数常用的方法之一．该方法的特点是，用秤量仪器直接测量液体的表面张力，测量方法直观，概念清楚．用拉脱法测量液体表面张力，对测量力的仪器要求较高，由于用拉脱法测量液体表面的张力约在1×10-3～1×10-2 N之间，因此需要有一种量程范围较小，灵敏度高，且稳定性好的测量力的仪器．近年来，新发展的硅压阻式力敏传感器张力测定仪正好能满足测量液体表面张力的需要，它比传统的焦利秤、扭秤等灵敏度高，稳定性好，且可数字信号显示，利于计算机实时测量，为了能对各类液体的表面张力系数的不同有深刻的理解，在对水进行测量以后，再对不同浓度的酒精溶液进行测量，这样可以明显观察到表面张力系数随液体浓度的变化而变化的现象，从而对这个概念加深理解。

实验目的1．用拉脱法测量室温下液体的表面张力系数2．学习力敏传感器的定标方法实验仪器DH607液体表面张力系数的测定仪，吊环，砝码盘，砝码，镊子，玻璃器皿实验原理测量一个已知周长的金属片从待测液体表面脱离时需要的力，求得该液体表面张力系数的实验方法称为拉脱法．若金属片为环状吊片时，考虑一级近似，可以认为脱离力为表面张力系数乘上脱离表面的周长，即(1)式中，为脱离力，D1，D2分别为圆环的外径和内径，为液体的表面张力系数．测量金属片从待测液体表面脱离时需要的力，对金属环进行受力分析，液膜拉断之前金属环的受力表达式为:式中:F为向上的拉力, mg为金属环的重力,为液体的表面张力,为与竖直方向的夹角。

液膜拉断瞬间,,。

液膜拉断后有, 则(2)F可由硅压阻式力敏传感器测出，是此实验的关键。

硅压阻式力敏传感器由弹性梁和贴在梁上的传感器芯片组成，其中芯片由四个硅扩散电阻集成一个非平衡电桥，当外界压力作用于金属梁时，在压力作用下，电桥失去平衡，此时将有电压信号输出，所加外力与输出电压大小成正此，即U= K F (3)式中，F为外力的大小，K为硅压阻式力敏传感器的灵敏度，U为传感器输出电压的大小。

液体表面张力系数的测定张宜良（材料科学与工程学院 2012级5班学号：201200150298）摘要：本实验利用硅压力敏传感器将非电量间接地表达为电量，创新了测量微小拉力的方法。

关键词：表面张力系数；分子力；力敏传感器；拉脱法引言：液体的许多现象与表面张力有关（如毛细现象、湿润现象、泡沫的形成等），工业生产中的浮选技术、动植物体内液体的运动、土壤中水的运动等也都与液体的表面现象有关。

此外在船舶制造、水力学、化工化学中都有它的应用。

因此，研究液体的表面张力可谓工农业生产、生活及科学研究中有关液体分子的分布和表面的结构提供有用的线索。

[1]一、实验原理和装置1实验原理[2]若用吊片与待测液体接触,假定吊片与液体接触角为零,考虑一级近似可以认为脱离力等于表面张力系数乘以周长,即f= α•L AB, （1）式中f为液面的表面张力;LAB为吊片与液面接触的长度;比例系数α为表面张力系数。

实验中采用金属圆环吊片,将其底部水平浸入液面中后,然后缓慢地使其脱离液面。

由于液体表面张力的作用，调换的内、外壁会带起一部分液体，使液体弯曲，这时，吊环在铅直方向受到外力为重力mg，向上的拉力F，液体表面对其的作用力—表面张力，如果吊环静止，其在铅直方向上所受合力为零，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2()F mgL d α-=+ （3）本实验用金属圆环代替金属片，则有)(21d d mgF +-=πα （4）式中d1、d2 分别为圆环的内外直径。

2实验器材FD-NST-1型液体表面张力测定仪、游标卡尺等二、实验内容 1熟悉和调整仪器。

开机预热15分钟以上，熟悉并调整仪器：仔细调节底角螺丝，使底盘水平，力敏传感器挂钩加挂砝码盘，练习显示一起的调零及加放砝码的读数方法，熟悉升降台的调整。

液体表面张力系数的测定凡作用于液体表面，使液体表面积缩小的力，称为液体表面张力。

它产生的原因是 液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力。

就象你要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势。

正是因为这种张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如。

液体的许多现象与表面张力有关（如毛细现象、湿润现象、泡沫的形成等），工业生产中的浮选技术、动植物体内液体的运动、土壤中水的运动等也都与液体的表面现象有关。

此外在船舶制造、水力学、化工化学中都有它的应用。

因此，研究液体的表面张力可谓工农业生产、生活及科学研究中有关液体分子的分布和表面的结构提供有用的线索。

【实验目的】1． 用砝码对硅压阻力敏传感器进行定标,计算该传感器的灵敏度,学习传感器的定标方法 。

2． 观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象,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． 测量纯水和其它液体的表面张力系数。

4． 测量液体的浓度与表面张力系数的关系（如酒精不同浓度时的表面张力系数） 【实验原理】一个金属环固定在传感器上，将该环浸没于液体中，并渐渐拉起圆环，当它从液面拉脱瞬间传感器受到的拉力差值f 为απ)(21D D f +=（1）式中： 1D 、2D 分别为圆环外径和内径，α为液体表面张力系数，g 为重力加速度，所以液体表面张力系数为：)](/[21D D f +=πα（2）实验中，液体表面张力可以由下式得到：B U U f /)(21-=（3）B 为力敏传感器灵敏度，单位V/N 。

1U ,2U 分别为即将拉断水柱时数字电压表读数以及拉断时数字电压表的读数。

【实验仪器】实验仪器主要由液体表面张力系数测定仪主机（数字电压表）以及实验调节装置以及镊子、砝码组成。

仪器简介FD-NST-Ⅰ型液体表面张力系数测定仪是一种新型拉脱法液体表面张力系数测定仪。

液体表面张力系数的测定【实验目的】1.掌握用毛细管升高法测液体表面张力系数的原理和方法。

2.学习用读数显微镜测量微小长度。

【实验原理】当液体和固体接触时，若固体和液体分子间的吸引力大于液体分子间的吸引力，液体就会沿固体表面扩展，这种现象焦润湿。

若固体和液体分子间的吸引力小于液体分子间的吸引力，液体就不会在固体表面扩展，叫不润湿。

润湿与不润湿取决于液体、固体的性质，如纯水能完全润湿干净的玻璃，但不能润湿石蜡；水银不能润湿玻璃，却能润湿干净的铜、铁等。

润湿性质与液体中杂质的含量、温度以及固体表面的清洁程度密切相关，实验中要予以特别注意。

液体表层内分子力的宏观表现，使液面具有收缩的趋势。

想象在液面上划一条线，表面张力就表现为直线两侧的液体以一定的拉力相互作用。

这种张力垂直与改直线且与线的长度成正比，比例系数称为表面张力系数。

把金属丝AB弯成如图5.2.1-1(a)所示的形状，并将器悬挂在灵敏的测力计上，然后把它浸到液体中。

当缓缓提起测力计时，金属丝就会拉出一层与液体相连的液膜，由于表面张力的作用，测力计的读数逐渐达到一最大值（超过此值，膜即破裂），则应当是金属丝重力与薄膜拉引金属丝的表面张力之和。

由于液膜有两个表面，若每个表面的力为，则由得(1)显然表面张力是存在于液体表面上任何一条分界线两侧间的液体的相互作用拉力，其方向沿着液体表面，且垂直于改分界线。

表面张力的大小与分界线的长度成正比。

即(2)式中称为表面张力系数，单位是N/m。

表面张力系数与液体的性质有关，密度小而易挥发的液体小，反之较大；表面张力系数还与杂质和温度有关，液体中掺入某些杂质可以增加，而掺入另一些杂质可能会减少；温度升高，表面张力系数将降低。

测定表面张力系数的关键是测量表面张力。

用普通的弹簧称是很难迅速测出液膜即将破裂时的的，应用焦力氏称则克服了这一困难，可以方便地测量表面张力。

【实验仪器】焦利氏称由固定在底座上的秤框、可升降的金属杆和锥形弹簧秤等部分组成，如图5.2.1-2所示。

液体表面张力系数测定的实验原理引言液体表面张力是液体分子间的相互作用力在表面处形成的一种力，是导致液体表面上产生“膜状”的现象。

表面张力的大小与液体的性质有关，可以通过实验测定来确定。

本文将详细讨论液体表面张力系数的测定原理及相应的实验方法。

一、实验原理液体表面张力系数是在单位长度上作用垂直于液体表面的力所引起的能量变化，可以用下式进行表示：γ=F l其中，γ表示表面张力系数，F表示作用在液体表面上的力，l表示力的作用长度。

液体表面张力系数的单位是N/m。

二、测定方法液体表面张力系数可以通过静水压力法、杯法和浮物法等多种方法来测定。

其中，静水压力法是最常用的方法之一。

1. 静水压力法静水压力法是利用压强与高度成反比的关系，通过测量液柱高度差来间接计算液体表面张力系数。

实验步骤1.准备两个玻璃杯，并用实验器皿将它们连通。

2.在一个杯子中注入待测液体，使其液面与连通的另一个杯子上的液面保持水平。

3.测量两个液面的高度差ℎ0。

4.在注入液体的杯子中挂一个重物，使液面下降一段距离ℎ。

5.再次测量液面的高度差ℎ′。

6.计算液体表面张力系数γ，公式如下：γ=2(d−D)Vgπℎ其中，d为液体密度，D为水的密度，V为液体体积，g为重力加速度。

2. 杯法杯法是利用液体表面张力对液体表面的收缩力来测定表面张力系数。

实验步骤1.准备一个悬臂杯，并用注射器将它装满待测液体。

2.将注射器与悬臂杯连通，调整注射器，使悬臂杯上的液面与注射器上的液面保持水平。

3.记录注射器中液面下降的长度ℎ。

4.计算液体表面张力系数γ，公式如下：γ=mg 2πR其中，m为注射器中液体的质量，g为重力加速度，R为悬臂杯的半径。

3. 浮物法浮物法是利用液体表面张力对物体浮力的影响来测定表面张力系数。

实验步骤1.选择一个物体，并将其浸入待测液体中，使其浸入深度变为ℎ。

2.测量物体浸入液体前后液面的高度差ℎ′。

3.计算液体表面张力系数γ，公式如下：γ=2gdΔρℎ−ℎ′其中，g为重力加速度，d为液体密度，Δρ为物体的相对密度。

液体表面张力系数的测定实验内容1．测定焦利氏弹簧的倔强系数。

2．测定水的表面张力系数。

教学要求1．了解焦利氏秤测微小力的原理、结构和方法。

2．学习拉脱法测定水的表面张力系数。

3．掌握用逐差法处理数据。

4．了解弹簧平衡位置的选取对所研究问题的作用。

实验器材焦利氏秤，Π型金属丝框，0.5g法码10只,游标卡尺,玻璃杯,酒精,金属镊子,温度计。

许多涉及液体的物理现象都与液体的表面性质有关，液体表面的主要性质就是表面张力。

例如液体与固体接触时的浸润与不浸润现象、毛细现象、液体泡沫的形成等，工业生产中使用的浮选技术，动植物体内液体的运动，土壤中水的运动等都是液体表面张力的表现。

液体表面是具有厚度为分子有效半径（约m)的液体薄层。

根据分子运动论，液体表面层内的液体分子与液体内部分子比较，缺少一半能对其起吸收作用的液体分子，因而受到一个指向液体内部的力，这样，液体表面在宏观上就好像一张绷紧的橡皮膜，存在沿着表面并使表面趋于收缩的应力，这种力称为表面张力。

用表面张力系数来描述。

因此，对液体表面张力系数的测定，可以为分析液体表面的分子分布及结构提供帮助。

液体的表面张力系数与液体的性质、杂质情况、温度等有关。

当液面与其蒸汽相接触时，表面张力仅与液体性质及温度有关。

一般来讲，密度小，易挥发液体小；温度愈高，愈小。

测量液体表面张力系数有多种方法，如拉脱法，毛细管法，平板法，最大工业气泡压力法等。

本实验是用拉脱法测定水的表面张力系数。

实验原理，那么,表面张力就表现为线段两边的的如果在液体表面想象一条直线段液面会以一定的拉力相互作用,此拉力方向垂直于线段,大小与此线段的长度成正比,即（6-1）其中，为液体表面张力系数,国际制中单位为牛顿/米，记为N•M-1，数值上等于作用在液体表面单位长度上的力的大小。

拉脱法测定液体表面张力系数是基于液体与固体接触时的表面现象提出的。

由分子运动论可知，当液体分子和与其接触的固体分子之间的吸引力大于液体分子的内聚力时，就会产生液体浸润固体的现象。

液体表面张力系数测定液体表面张力系数是描述液体分子之间相互作用强度的物理量，也是评价液体表面性质的重要参数。

在实验室中，常采用不同方法对液体表面张力系数进行测定。

本文将介绍几种常用的测定方法和实验步骤，以及一些注意事项。

1. 原理液体表面张力系数是液体表面单位长度的表面能，通常用符号 $\\gamma$ 表示。

在液体表面张力作用下，液体表面形成一个具有弹性的薄膜，趋向减小其表面积。

表面张力系数的测定可以了解液体分子之间的相互作用程度和表面性质。

2. 测定方法2.1. 动态方法动态方法是通过测定液体在不同外界条件下的动力学行为来确定表面张力系数。

常用的动态方法包括颤动法、旋转法和挂滴法等。

2.2. 静态方法静态方法是通过测定液体在平衡状态下的力学行为来确定表面张力系数。

常用的静态方法包括测量法、悬浮法和蒸发法等。

3. 实验步骤3.1. 颤动法测定1.准备一定容量的实验液体和振荡器。

2.将实验液体倒入振荡器，使液体表面光滑平整。

3.开启振荡器，记录液体的振荡频率和振幅。

4.根据实验结果计算表面张力系数。

3.2. 挂滴法测定1.准备一定容量的实验液体和测量仪器。

2.将液体滴在指定的位置，并记录滴下液滴的时间。

3.根据液滴的时间和液体的密度计算表面张力系数。

4. 注意事项1.实验环境应保持稳定，避免外界因素干扰。

2.操作仪器时应注意安全，避免液体溅出或器具损坏。

3.在测定过程中，应根据实际情况采取相应的校正方法，确保实验结果的准确性。

5. 结论通过以上实验方法的测定，我们可以得到液体表面张力系数的定量值，进一步了解液体的特性和表面性质。

液体表面张力系数的测定对于科研和实际应用具有重要意义，有助于推动液体力学研究的发展。

以上就是液体表面张力系数测定的相关内容，希望对您有所帮助。

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：f ＝L （1）比例系数称为液体表面张力系数，其单位为Ｎm -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）式中可得本实验用金属圆环代替金属片，则有αα式中d 1、d 2 分别为圆环的内外直径。

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，液体温度越高，值越小，液体含杂质越多，值越小，只要上述条件保持一定，则是一个常数，所以测量时要记下当时的温度和所用液体的种类及纯度。

实验仪器焦利秤，砝码，烧杯，温度计，镊子，蒸馏水，游标卡尺等。

焦利秤的主要结构如图所示：1 弹簧，2 配重圆柱体，3 小指针，4 游标尺，5 砝码托盘，6 载物平台，7 调节平台高度的小螺钉，8 调节平台高度的微调旋钮，9水平调节螺丝，10 调节游标高度的微调旋钮，11 调节游标高度的小螺钉，12 小镜子， 13 主尺。

ααααα仪器的实物图调平底盘，将仪器依次挂好；调底盘高度和游标高度，使指针位于游标中心“0”刻度测表面张力实验内容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Ｌ0。

实验十六液体表面张力系数的测定实验目的：1．学会用拉脱法测定液体的表面张力系数；2．了解焦利氏秤的构造和使用方法；3．通过实验加深对液体表面现象的认识。

实验仪器：焦利秤、形金属丝、砝码、镊子、玻璃皿、温度计、游标卡尺实验原理：液体表面层（其厚度等于分子的作用半径，约10m）内的分子所处的环境跟液体内部的分子是不同的。

在液体内部，每个分子四周都被同类的其他分子所包围，它所受到的周围分子的作用力的合力为零。

由于液体上方的气相层的分子数很少，表面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，这个合力垂直于液面并指向液体内部，如图16-1所示，所以分子有从液面挤入液体内部的倾向，并使液体表面自然收缩，直到处于动态平衡，即在同一时间内脱离液面挤入液体内部的分子数和因热运动而到达液面的分子数相等时为止。

图16-1液体表面层和内部分子受力示意图将一表面洁净的金属丝框竖直地浸入水中，使其底边保持水平，然后轻轻提起，则其附近的液面将呈现出如图16-2所示的形状，即丝框上挂有一层水膜。

水膜的两个表面沿着切线方向有作用力f，称为表面张力，φ为接触角，当缓缓拉出金属丝框时，接触角φ逐渐减小而趋向于零。

这时表面张力f 垂直向下，其大小与金属丝框水平段的长度l 成正比，故有式中，比例系数称为表面张力系数，它在数值上等于单位长度上的表面张力。

在国际单位制中，的单位为N ·m 。

表面张力系数与液体的种类、纯度、温度和它上方的气体成分有关。

实验表明，液体的温度越高，值越小；所含杂质越多，值也越小。

因此，在测定值时，必须注明是在什么温度下测定的，并且要十分注意被测液体的纯度，测量工具（金属丝框、盛液器皿等）应清洁不沾污渍。

图16-2 液体表面张力受力分析在金属丝框缓慢拉出水面的过程中，金属丝框下面将带起一水膜，当水膜刚被拉断时，诸力的平衡条件是：(16-1)式中，F 为弹簧向上的拉力，W 为水膜被拉断时金属丝框的重力和所受浮力之差，l 为金属丝框的长度，d 为金属丝的直径，即水膜的厚度，h 为水膜被拉断时的高度，ρ为水的密度，g 为重力加速度，ldh ρg 为水膜的重力，由于金属丝的直径很小，所以这项值不大。

大学物理液体表面张力系数的测定1、做表面张力系数测定实验时，为什么要避免风力较大？风力较大会导致吊环摆动过大，从而使得测得的数据有较大误差而影响实验结果2、做表面张力系数测定实验时，提起水膜所用圆环外径为D1，内径为D2，圆环上所受拉力为f 则表面张力系数a 为多少？12=()fD D απ+3、测量力敏传感器灵敏度时，用作图法如何做？测量时挂不同的砝码，其质量为x 轴，对应的数字显示表的值为y 轴，作图，其斜率就是灵敏度。

4、测定表面张力系数除用拉脱法外，还可以用哪些方法测量？ 毛细管上升法，U 型管法、最大气泡压力法、悬滴法【实验原理及公式】1212=()u u B D D π-∂+【实验内容及步骤】 1231= mV 4．吊环内外径（游标卡尺）：D 1（外径）= 1D u ± mm 12==0.05mm D D u u D 2（内径）= 2D u ± mm 【数据处理】（写出计算过程）1．用逐差法求传感器灵敏度B ：=0.1mV ∆仪33415263111()[()()()]33i i i u u u u u u u u u +=∆=-=-+-+-=∑ mVu σ∆=mVu U ∆== mV330.5109.804f -=⨯⨯⨯= N （保留四位） uB f∆==V/N uB U U f∆== V/N 2．1u = mV1u σ=mV1u U == mV3．E == %4．1212==()u u B D D απ-+ N/m5．U E α∂=⨯= N/m6．=U αα∂±= ± N/m。

液体表面张力系数的测定教学目的：1.了解液体表面的性质；2.掌握用力敏传感器和焦利秤测量微小力的原理和方法；3.掌握用拉脱法测定液体的表面张力系数。

教学内容：1. 用力敏传感器测量液体的表面张力系数，测量公式为)(221D D f l mg F +=-=πσ，只要测出力f 和环内外直径1D 、2D ，即可算出液体的表面张力系数σ。

重点难点：1.重点：力敏传感器的标定，拉脱法测定液体表面张力；2.难点：拉脱法拉脱瞬间受力变化判断，外界环境影响。

教学设计：1.介绍什么是液体表面张力系数和测定液体表面张力系数的方法（5min ）2.讲解用拉脱法测定液体的表面张力系数的实验原理（10min ）3.介绍力敏传感器的标定（5min ）4.介绍实验仪器的使用和注意事项（10min ）5.讲述实验操作步骤（5min ）6.讲解不确定度计算和数据处理（5min ）7.学生自己完成实验，老师辅导（85min ）8.检查学生测量的实验数据（10min ）作业、实验：写一份完整的实验报告。

实验报告要求：写清楚不确定度计算，并分析外界环境对实验的影响，提出改进建议。

液体表面张力是液体的一个重要的物理性质，力能够说明物质的液体状态所特有的许多现象，测量液体表面张力的方法很多，法是不能测量液体表面张力。

可采用拉脱法、用秤量仪器直接测量液体的表面张力，测量方法直观，力，对界面张力仪要求较高，因此需要有一种量程范围较小，灵敏度高，扭秤等灵敏度高，稳定性好，且可数字信号显示。

一、实验内容1、测量力敏传感器灵敏度（对力敏传感器的定标）2、用力敏传感器测量液体的表面张力系数。

二、实验原理种沿着表面的、收缩液面的力称为表面张力。

液体表面层（其厚度等于分子的作用半径，约10-8cm 的分子不同。

作用力的合力为零。

的引力比向下的引力小，合力不为零。

液面挤入液体内部的倾向，并使得液体表面自然收缩，分子数相等时为止。

现出如图1所示的形状（对浸润液面而言）。

液体表面张力系数的测定【实验目的】1．学会用拉脱法测定液体的表面张力系数。

2．了解焦利氏秤的构造和使用方法。

3．通过实验加深对液体表面现象的认识。

【仪器与器材】焦利氏秤1把，U 形金属丝1条，砝码1盒，镊子1把，玻璃皿1个，温度计1支，酒精灯1个，蒸馏水100ml ，游标尺1把。

【原理与说明】一、 实验原理由于液体分子与分子间的相互作用，使液体表面层形成一张紧的膜，其上作用着张力，叫做表面张力。

如图3-1所示，设想在液体MN 上划出一条线s s ',s s '把MN 分成A 、B 两部分。

由于A 、B 两部分之间的分子相互作用，在s s '两侧就形成表面张力f ,f 的方向与液体表面相切且垂直于s s '，f 的大小与s s '的长度l 成正比，用公式表示为 )13(-=l f α 式中，α为表面张力系数，即作用在s s '的每单位长度上的力。

表面张力系数是研究液体表面性质所要用到的物理量，不同种类的液体，α值不同；同一种液体的α值随温度上升而减小；液体不纯净，α值也会改变。

因此，在测定α值时必须注明在什么温度下进行，液体必须保持纯净。

测量表面张力系数α的方法很多，本实验用拉脱法测定。

将U 形金属丝浸入液体中，然后慢慢拉起，这时在金属丝内带起了一层薄膜，如图3-2所示。

要想使金属丝由液面拉脱，必须用一定的力 F ，这个力的大小应等于金属丝所受液面的表面张力 f F 2= (注意有两个表面)l F α2=图3-1 图3-2lF2=α （3-2） 本实验用焦利氏秤测出F ，然后代入式（3-2）计算出α值。

二、 仪器构造焦利氏秤实际上就是一个比较精确的弹簧秤，用焦利氏秤测力是根据虎克定律x k F ∆= （3-3） 式中，k 为弹簧的倔强系数，等于弹簧伸长单位长度的拉力, x ∆为弹簧伸长量，如果已知k 值，再测定弹簧在外力作用下的伸长量x ∆，就可以算出作用力F 的大小。