南昌大学物理实验报告 液体表面张力系数的测定

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。

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。

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（为圆形液膜的周长），则有（2）所以（3）圆形液膜的周长L与金属圆环的平均周长相当，若圆环的内、外直径分别为。

则圆形液膜的周长L≈L’=（D1+D2）/2 （4）将（4）式代入（3）式得（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（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。

而当接触角大于90°时，液体在管内就会下降。

这种现象被称为毛细现象。

本实验研究玻璃毛细管插入水中的情形。

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报告液体表面张力系数的测定实验报告【实验目的】1．介绍水的表面性质，用拉脱法测定室温上岸的表面张力系数。

2．学会采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】液体表面分子受源自液体内部的分子力，与受的源自空气的分子力大小相同，使液体表面自然膨胀，而产生的沿着切线方向的力。

【实验步骤】1.按顺序装设弹簧，机头圆柱与金属纸盒，通过怱差法以此类推砝码测得弹簧弯曲量，通过数据处理得到弹簧弹性系数（倔强系数）2.摘下金属纸盒更改为洁净的金属圆环，将金属圆环尽可能吻合液面并记下此时游标卡尺读数3.调节平台边线在金属圆环下端灌入水中后，向上调节平台，水膜断裂后记下位置重新浸入水中后向下调节平台至水膜刚好不破裂处，读取此时游标卡尺读数，记为水膜破裂时读数4.多次测量5.通过数据处理与排序获得液体（水）表面张力【数据处理】1.用逐差法排序弹簧的高傲系数k（实验温度：18c）砝码数0123456增重读数(mm)减重读数(mm)平均数li(mm)li?5-li(mm)231.58233.44235.78237.80240.10242.14244.82231.68233.76235.88237.68240.00 241.98244.46231.63233.60235.83237.74240.05242.06244.6410.4311.0410.7110.9910.4 90789246.68248.74250.62246.40248.72250.46246.54248.73250.5414?l??(li?5-li)?10.79mm5i?0k?5g=4.54n/m?l??l??a??bl??l?/(5?1)?0.29mm2it0.95??l?0.35mmn?仪=0.02mm1.05??l??2a??2b=0.35mmk-5gl?2??l????2=0.15n/mk=4.54±0.15n/m2．计算液体表面张力f次数12345起始边线s0(mm)水膜断裂时读数si(mm)δs=si－s0(mm)222.36222.46222.72222.48222.402?s(mm)225.78225.72225.94225.96225.703.423 .263.223.283.303.30??s??a??bs??s?/(5?1)?0.08mmit0.95??s?0.10mmn?仪?0.02mm1.05??s??2a??2b=0.10mmδs=3.30±0.10mm3.金属环外、内直径的测量(本实验轻易给学生结果)d1d2平均值(mm)34.9433.04??k?s?70.15×10-3n/m(d1d2)3．计算表面张力系数?及不确定度sk-3(d?d)k???(d?d)?s??3.15×10n/m12121.表面张力系数的理论值：??(75.5?0.15t)?10?3n/m?72.8×10n/m-322【误差分析】1.金属圆环不水平或仪器底座不水平2.游标卡尺读数不精确3.弹簧未全然恒定就读数4.未达到水膜即将破裂的程度就停止下调平台读数5.圆环直径测量不准确【思考题】 1.用焦利表示测量微小力的依据就是什么？答：因为焦利称的精度达0.02mm，数据较为精密能够较为准确的测量微小力乘不好实验装置后，念出此时三线再分一时游标卡尺示数，在砝码纸盒上加之相同数量砝码，弹簧伸长了一段长度，细金属杆向下移动，此时三线不再重合，挪动游标卡尺当三线重新重合时读出读数，第二个读数与第一个读数之差就是弹簧在增加该微小力时所伸长长度2．金属圆环灌入水中，然后轻轻提出诉讼到底面与水面二者平时，先行分析金属圆环在直角方向的受力。

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 。

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。