用拉脱法测液体的表面张力系数研究报告
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液体表面张力系数测定的实验报告一、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、学习使用力敏传感器测量微小力的原理和方法。
3、研究液体表面张力系数与液体温度、浓度等因素的关系。
二、实验原理液体表面层内分子受到指向液体内部的拉力,使得液体表面有收缩的趋势。
要使液体表面增大,就需要克服这种内聚力而做功。
单位长度上所受的这种力称为表面张力,其大小与液体的种类、温度和纯度等因素有关。
拉脱法测量液体表面张力系数的基本原理是:将一个金属圆环水平地浸入液体中,然后缓慢地将其拉起,在拉起的过程中,圆环会受到液体表面张力的作用。
当圆环即将脱离液面时,所施加的拉力等于液体表面张力与圆环所受重力之差。
设圆环的内半径为$r_1$,外半径为$r_2$,拉起圆环所需的拉力为$F$,液体的表面张力系数为$\sigma$,则根据力的平衡条件,有:$F =(π(r_2^2 r_1^2))\sigma$从而可得液体表面张力系数:$\sigma =\frac{F}{π(r_2^2 r_1^2)}$在本实验中,拉力$F$通过力敏传感器测量,其输出电压$U$与拉力$F$成正比,即$F = kU$,其中$k$为力敏传感器的灵敏度。
三、实验仪器1、液体表面张力系数测定仪。
2、力敏传感器。
3、数字电压表。
4、游标卡尺。
5、纯净水、洗洁精溶液等。
四、实验步骤1、仪器安装与调试将力敏传感器固定在铁架台上,使其探头向下。
将数字电压表与力敏传感器连接,调整零点。
用游标卡尺测量金属圆环的内半径$r_1$和外半径$r_2$。
2、测量纯净水的表面张力系数将洗净的金属圆环挂在力敏传感器的挂钩上,调整升降台,使圆环浸入纯净水中。
缓慢地向上移动升降台,观察数字电压表的示数变化。
当圆环即将脱离液面时,记录电压表的示数$U_1$。
重复测量多次,取平均值。
3、测量不同温度下纯净水的表面张力系数改变纯净水的温度,例如用热水加热或冷水冷却,分别测量在不同温度下的表面张力系数。
表面张力系数的测定实验报告一、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、学习使用力敏传感器测量微小力的原理和方法。
3、加深对液体表面现象的理解。
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张紧的弹性薄膜,具有收缩的趋势。
存在于液体表面上的这种张力称为表面张力。
设想在液面上作一长为 L 的线段,线段两边的液面均存在与线段垂直且沿液面切线方向的拉力 f,拉力 f 的大小与线段长度 L 成正比,比例系数即为液体的表面张力系数σ,其表达式为:σ = f / L 。
本实验采用拉脱法测量液体的表面张力系数。
将一金属片框水平浸入液体中,然后缓慢向上提拉,在液膜即将破裂的瞬间,拉力 F 等于金属框所受的重力 mg 与液膜对框向下的拉力 f 之和。
由于液膜对框的拉力 f 等于表面张力系数σ 与所拉出液膜周长的乘积,即 f =2σ(L1 +L2) ,其中 L1 和 L2 分别为金属框的内、外边长。
当拉力 F 等于重力 mg 与液膜拉力 f 之和时,有:F = mg +2σ(L1 + L2) ,则表面张力系数为:σ =(F mg) / 2(L1 + L2) 。
在实验中,力 F 可以通过力敏传感器测量,金属框的质量 m 可以用天平称量,L1 和 L2 可以用游标卡尺测量。
三、实验仪器1、力敏传感器及数字电压表。
2、铁架台。
3、金属框。
4、游标卡尺。
5、待测液体(如水)。
6、托盘天平。
7、烧杯。
四、实验步骤1、用游标卡尺测量金属框的内、外边长 L1 和 L2 ,各测量 5 次,取平均值。
2、调节铁架台,将力敏传感器固定在铁架台上,并使其测量端朝下。
3、将数字电压表与力敏传感器连接,调零。
4、用托盘天平称量金属框的质量 m 。
5、在烧杯中倒入适量的待测液体,将金属框水平浸入液体中,深度约为 3 5mm 。
6、缓慢向上提拉金属框,观察数字电压表的示数变化。
当液膜即将破裂时,记录数字电压表的示数 U 。
液体表面张力系数测定的实验报告一、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、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,则表面张力的作用就表现为线段两边的液面以一定的拉力 F 相互作用。
而且 F 的大小与线段长度 L 成正比,即:F =αL式中,α 为液体的表面张力系数,其单位为 N/m。
本实验采用拉脱法测量液体的表面张力系数。
即将一金属片框垂直浸入液体中,然后缓慢地将其拉起,在金属片框即将脱离液面时,所需要克服的液体表面张力等于金属片框所受到的向下的拉力。
使用焦利秤测量这个拉力。
焦利秤是一种用于测量微小力的仪器,其主要由秤框、秤杆、游标、小镜、砝码和弹簧等组成。
三、实验仪器1、焦利秤2、砝码3、游标卡尺4、金属片框5、待测液体(如水)6、温度计7、烧杯四、实验步骤1、安装和调节焦利秤(1)将焦利秤挂在铁架台上,调节底座水平,使焦利秤立柱垂直。
(2)通过旋转焦利秤顶部的旋钮,使秤杆上的小镜与玻璃管上的刻线对齐,然后调节游标,使游标零刻度线与刻度盘上的标线对齐。
(3)在秤盘中加入适量砝码,移动游标,使秤杆再次平衡,记录此时游标读数。
2、测量金属片框的长度和宽度用游标卡尺分别测量金属片框的长度 L 和宽度 b,重复测量多次,取平均值。
3、测量水的表面张力(1)将金属片框洗净、烘干,然后挂在焦利秤的秤钩上。
(2)将盛有适量水的烧杯放在焦利秤平台上,调整金属片框使其下边缘刚好与水面接触,但不要浸入水中。
(3)缓慢旋转焦利秤顶部的旋钮,使金属片框逐渐上升,同时注意观察水膜的变化。
当水膜刚好破裂时,停止旋转旋钮,记录此时游标读数。
(4)重复上述步骤多次,每次测量前都要重新调整金属片框与水面的接触情况。
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。
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 。
拉脱法测定液体表面张力系数的实验研究液体表面张力是液体内部分子间引力与表面分子间引力的结果,是衡量液体分子间相互作用强度的一个指标。
测定液体表面张力系数具有重要的理论价值和广泛的应用价值。
本文将介绍围绕“拉脱法测定液体表面张力系数的实验研究”。
一、实验说明本实验采用拉脱法测定液体表面张力系数。
拉脱法实验原理,是将一种液体静置在一个平坦的容器内,液面上嵌入一段横截面为A,周长为L的细柱形金属环,液体表面张力可用液体表面张力系数γ表示。
当拉脱力达到一定大小时,液体表面就会被金属环拉脱,这就是拉脱法实验的基本原理。
根据平衡方程可求出液体表面张力系数。
二、实验步骤1、准备实验材料:20ml纯净水、10ml甲醇、10ml丙酮、放大镜、拉力计、载荷环、50ml容量瓶、2ml瓷泡沫塞换管、计量匙等。
2、液面选平:将所需液体倒放在容量瓶中。
用瓷泡沫塞换管吸取液体到瓷泡沫塞吸头位置,将瓷泡沫塞与液面接触。
移开吸头,使液体上面留有一层气泡。
移开瓷泡沫塞,重新搬起液体容器,使液体内部滴完。
3、液体表面张力测量:选择适宜的载荷环,将其放置在液面上;逐渐施加水平拉力,直到液体表面受到破坏。
记录施加的拉力的大小,拉脱力值的计算可以参见公式。
每种液体均需测量三次,取平均值。
三、实验结果将拉力计示数进行一系列修正之后,若用γ表示液体体积为V的表面张力,得到表面张力公式:γ=F/2L-(ma/mg)V其中,F为实际计量中测得的载荷环拉力读数,L为载荷环的周长,V为容器中液体体积,m为乱动物质的质量,g为重力加速度。
四、实验结论通过拉脱法测定液体表面张力系数的实验研究,我们可以得到液体表面张力系数的实验值,可以对表面张力进行定量研究。
本实验中,我们采用了纯净水、甲醇、丙酮等不同液体进行实验,得到了它们的表面张力系数。
实验结果表明,随着液体分子间作用力的增强,表面张力也会增大。
拉脱法实验是测量表面张力系数的有效方法之一,具有操作简便、测量精度高等优点,可以用于课堂教学和科研应用。
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。
表面张力系数的测定(拉脱法)实验目的:1、用拉脱法测量室温下水的表面张力系数。
2、学习焦利秤的使用方法。
实验原理:液面的表面有如紧张的弹性薄模,都有收缩的趋势,所以液滴总是趋于球形。
如图1 中的肥皂薄膜,如果从中心将膜刺破,由于膜的收缩,线被拉成圆形。
这说明液体表面内存在一种张力,存在于极薄的表面层内,而且不是由于弹性形变引起的,此力被称为表面张力。
设想在液面上作一长为L的线段,则张力的作用表现在线段两侧液面以一定的力的F 相互作用,而且力的方向恒与线段垂直,其大小与线段长L 成正比,即F=γL(1)比例系数γ称为液体的表面张力系数,它表示单位长线段两侧液体的相互作用力。
表面张力系数的单位为N/m。
如图2,在一金属框P中间拉一金属细线ab.将框及细线浸入水中后慢慢地将其拉出水面,在细线下面将带起一水膜,当水膜将拉直时,则有F=W+2γL+Ld h ρ g (2)式中F 为向上的拉力,W 是框和细线所受重力和浮力之差,l 为细线金属的长度,d 为细线的直径即水膜的厚度,h 为水膜被拉断前的高度,g为重力加速度,ρ为水的密度,ldhρg 为水膜的重量,由于细线的直径d 很小,所以这一项不大,水膜有前后两面,所以上式中表面张力为2γL。
从式(2)可得γ=((F−W)−ldhρg)/2l本实验用焦利秤测量(F—W)之值,用上式计算表面张力γ之值。
图2实验仪器:螺旋测微器(量程:0-25mm,分度值:0.01mm)、游标卡尺(量程:0-15cm,分度值:0.02mm)测高仪、焦利秤、温度计、金属线框、砝码、实验内容及数据处理:1、测量弹簧的倔强系数K,从0.5g起每增加0.5g砝码按游标卡尺的读数方法读出一次弹簧的伸长量x,一直增加到3.5g,然后从3.5g起每减少0.5g砝码读一次弹簧的伸长量x,一直减少到2、测当时液温t=28°C(2)、测(L2、L1)、(S2、S1). 在焦利秤V的游标上读取B的刻度L1,再调节测高仪,使得望远镜中十字叉丝对准焦利秤上的S,在测高仪的游标上读取刻度S1。
用拉托法测定液体表面张力系数实验报告实验目的:本实验旨在通过拉托法测定液体表面张力系数,探究液体表面张力的特性,并了解表面张力系数的测定方法。
实验原理:液体表面张力是液体表面分子间的相互作用力造成的一种现象,即液体表面上的分子受到液体内部分子的吸引力,导致表面产生一定的张力。
表面张力系数是表征液体表面张力大小的重要物理量,通常用符号σ表示。
拉托法是一种常用的测定液体表面张力系数的方法。
该方法基于下面的原理:当一个环形物体(如铁环)浸入液体中并抬起时,液体表面会被环形物体拉伸,形成一个液体柱。
液体表面张力的力量会使得液体柱收缩,直到液体柱的重量等于液体表面张力的力量。
根据液体柱的几何形状以及液体柱的重量,可以计算出液体表面张力系数。
实验器材与试剂:1. 玻璃管:用于制作液体柱。
2. 铁环:用于浸入液体中并抬起,形成液体柱。
3. 电子天平:用于测量液体柱的重量。
4. 测微尺:用于测量铁环的直径。
5. 试管:用于盛放液体。
实验步骤:1. 准备工作:清洗玻璃管和铁环,并擦干备用。
2. 测量铁环直径:使用测微尺测量铁环的直径,并记录下来。
3. 准备液体:选择一种液体(如水)作为实验液体,并将其倒入试管中。
4. 形成液体柱:将铁环浸入液体中,并将其抬起,使液体柱形成。
注意要保持液体柱的稳定。
5. 测量液体柱重量:使用电子天平测量液体柱的重量,并记录下来。
6. 重复实验:重复上述步骤3-5,至少进行3次实验,并取平均值作为最终结果。
数据处理与分析:1. 计算液体柱的体积:根据液体柱的几何形状(圆柱体),可以计算出其体积。
2. 计算液体表面张力系数:根据液体柱的重量、液体柱的体积以及铁环的直径,可以使用拉托法公式计算出液体表面张力系数。
3. 统计分析:将多次实验的结果进行平均,并计算出相对误差,以评估实验的准确性和可靠性。
实验结果:根据实验数据和计算结果,可以得到液体表面张力系数的数值。
该数值反映了液体表面张力的大小,越大表示液体分子间的相互作用力越强,表面张力越大。
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。
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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(:拉脱法表面张力的测定实验报告)。
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Fb326型液体的表面张力系数测定仪的基本结构,掌握用标准砝码对测量仪进行定标的方法,计算该传感器的灵敏度。
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】如果将一洁净的圆筒形吊环浸入液体中,然后缓慢地提起吊环,圆筒形吊环将带起一层液膜。
使液面收缩的表面张力f沿液面的切线方向,角?称为湿润角(或接触角)。
当继续提起圆筒形吊环时,?角逐渐变小而接近为零,这时所拉出的液膜的里、外两个表面的张力f均垂直向下,设拉起液膜破裂时的拉力为F,则有F?(m?m0)g?2f(1)式中,m为粘附在吊环上的液体的质量,m0为吊环质量,因表面张力的大小与接触面周边界长度成正比,则有2f??(D 内?D外)??(2)比例系数?称为表面张力系数,单位是n/m。
液体表面张力系数的测定实验报告数据一、实验目的测定液体的表面张力系数,了解表面张力的性质和影响因素,掌握用拉脱法测量表面张力系数的原理和方法。
二、实验原理液体表面层内分子受到指向液体内部的拉力,使得液体表面具有收缩的趋势。
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。
当一金属框(如矩形框)在液面上缓慢拉起时,液膜将在金属框上形成。
若要使液膜破裂,拉力需克服表面张力的作用。
根据胡克定律,在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比。
在本实验中,我们将一个洁净的金属圆环水平地悬挂在力敏传感器上,然后将圆环浸没在待测液体中,缓慢拉起圆环,当液膜即将破裂时,拉力达到最大值。
此时,拉力 F 等于表面张力系数σ 与圆环内外周长之和 l 的乘积,即 F =σl 。
通过力敏传感器测量拉力 F ,并测量圆环的内外直径,计算出周长l ,就可以求得液体的表面张力系数σ 。
三、实验仪器力敏传感器、数字电压表、铁架台、升降台、镊子、游标卡尺、纯净水、待测液体(如酒精)、玻璃皿、金属圆环。
四、实验步骤1、仪器调整将力敏传感器固定在铁架台上,调整其高度,使其与升降台的上表面平行。
将数字电压表与力敏传感器连接好,打开电源,预热 15 分钟。
对数字电压表进行调零。
2、测量金属圆环的内外直径用游标卡尺分别测量金属圆环的内外直径,各测量 5 次,取平均值。
3、测量纯净水的表面张力系数将玻璃皿中装入适量的纯净水,放在升降台上。
用镊子将金属圆环挂在力敏传感器的挂钩上,并使其完全浸没在纯净水中。
缓慢升起升降台,使金属圆环逐渐脱离水面,观察数字电压表的示数变化,当液膜即将破裂时,记录下拉力的最大值 F1 。
重复测量 5 次,取平均值。
4、测量待测液体的表面张力系数倒掉玻璃皿中的纯净水,用待测液体(如酒精)清洗玻璃皿和金属圆环。
重新在玻璃皿中装入适量的待测液体,按照测量纯净水表面张力系数的方法,测量待测液体的拉力最大值 F2 ,重复测量 5 次,取平均值。
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、观察液体表面张力现象,加深对液体表面性质的理解。
二、实验原理液体表面层内分子受到指向液体内部的合力,使得液体表面有收缩的趋势,从而产生了表面张力。
表面张力的大小可以用表面张力系数来描述,它等于作用在单位长度液体表面上的力。
在本实验中,我们采用拉脱法来测量液体的表面张力系数。
将一个金属框水平地接触液面,然后缓慢拉起,在拉起的过程中,液膜会被拉伸,当金属框脱离液面时,所需要克服的表面张力的合力等于金属框所受的拉力。
若金属框的长度为 L,拉起液膜即将破裂时的拉力为 F,则液体的表面张力系数为:\\sigma =\frac{F}{2L}\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,其主要由秤框、秤杆、游标、弹簧等组成。
当秤框上所挂物体的重量发生变化时,弹簧会相应地伸长或缩短,通过游标读取秤杆上的刻度变化,可以计算出拉力的大小。
三、实验仪器1、焦利秤。
2、金属框。
3、砝码。
4、游标卡尺。
5、待测液体(如水)。
6、温度计。
四、实验步骤1、安装好焦利秤,调节底座上的螺丝,使立柱垂直。
在秤框内挂上砝码盘,旋转调节旋钮,使秤杆上的指针指在零刻度处。
2、用游标卡尺测量金属框的长度 L,重复测量多次,取平均值。
3、将洁净的金属框挂在秤框上,调整金属框水平,使其下边缘刚好与液面接触。
4、缓慢旋转调节旋钮,使金属框逐渐上升,同时观察液膜的变化。
当液膜即将破裂时,停止旋转,记录此时焦利秤的读数 F1。
5、重复步骤 4 多次,每次测量前需将金属框和液面用脱脂棉擦拭干净,以保证测量的准确性。
6、测量实验过程中液体的温度,以便对表面张力系数进行修正。
五、实验数据记录与处理1、金属框长度 L 的测量|测量次数| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |||||||||长度(mm)|_____ |_____ |_____ |_____ |_____ |平均值:\(L =\frac{\sum_{i=1}^{5} L_i}{5}\)2、拉力 F 的测量|测量次数| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |||||||||读数(mm)|_____ |_____ |_____ |_____ |_____ |拉力\(F = k\Delta x\),其中\(k\)为焦利秤的弹簧劲度系数,\(\Delta x\)为读数的变化量。
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。
液体表面张力系数的测量【实验目的】1、 掌握用砝码对硅压阻式力敏传感器定标的方法,并计算该传感器的灵敏度2、 了解拉脱法测液体表面张力系数测定仪的结构、测量原理和使用方法,并用它测量纯水表面张力系数。
3、 观察拉脱法测量液体表面张力系数的物理过程和物理现象,并用物理学概念和定律进行分析研究,加深对物理规律的认识 4、 掌握读数显微镜的结构、原理及使用方法,学会用毛细管测定液体的表面张力系数。
5、 利用现有的仪器,综合应用物理知识,自行设计新的实验内容。
【实验原理】一、拉脱法测量液体的表面张力系数把金属片弯成如图 1(a )所示的圆环状,并将该圆环吊挂在灵敏的测力计上,如图 1(b )所示,然后把它浸到待测液体中。
当缓缓提起测力计(或降低盛液体的器皿)时,金属圆环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个最大值 F (当超过此值时,液膜即破裂),则 F 应是金属圆环重力 mg 与液膜拉引金属圆环的表面张力之和。
由于液膜有两个表面,若每个表面的力为f L a = (L 为圆形液膜的周长),则有2F mg L s =+ (2)所以2F mgLs-=(3)圆形液膜的周长L 与金属圆环的平均周长,L 相当,若圆环的内、外直径分别为1,2D D 。
则圆形液膜的周长L ≈L ’=p (D 1+D 2)/2 (4)将(4)式代入(3)式得()12F mgD Ds p -=- (5)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,输出电压大小与所加外力成正比。
即U K F D =D (6)式中,ΔF 为外力的大小;K 为硅压阻式力敏传感器的灵敏度,单位为 V/N ;ΔU 为传感器输出电压的大小。
二、毛细管升高法测液体的表面张力系数1一只两端开口的均匀细管(称为毛细管)插入液体,当液体与该管润湿且接触角小于90°时,液体会在管内上升一定高度。
拉脱法表面张力的测定实验报告液体表面张力系数的测定报告模板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,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F ? mg α = 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 24(用卡尺测出 d1、d2 值,将数据即可算出水的α 值。
用拉脱法测定(一)液体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326FB 型液体的表面张力系数测定仪的基本结构,掌握用砝码对测量仪进行定标的方法,计算该传感器的灵敏度。
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】如果将一洁净的圆筒形吊环浸入液体中,然后缓慢地提起吊环,圆筒形吊环将带起一层液膜。
使液面收缩的表面张力f 沿液面的切线方向,角ϕ称为湿润角(或接触角)。
当继续提起圆筒形吊环时,ϕ角逐渐变小而接近为零,这时所拉出的液膜的里、外两个表面的张力f 均垂直向下,设拉起液膜破裂时的拉力为F ,则有fg m m F 2)(0++= (1)式中,m 为粘附在吊环上的液体的质量,0m 为吊环质量,因表面张力的大小与接触面周边界长度成正比,则有απ⋅+=)(2外内D D f (2)比例系数α称为表面张力系数,单位是m N /。