下载文档原格式
实验名称：液体表面张力系数的测定实验目的：1. 了解焦利氏秤的测量原理和测量方法。
2.学习利用拉脱法测量自来水的表面张力系数。
实验仪器：焦利氏秤、砝码托盘、金属环、金属框、镊子、砝码、游标卡尺、螺旋测微器、烧杯。
原始数据记录：表1：悬挂不同数量的砝码时，焦利氏称的读数主要仪器：焦利氏秤、砝码托盘、金属环、金属框、镊子、砝码、游标卡尺、螺旋测微器、烧杯。
精度：0.1表2：金属框拉脱液膜时，焦利氏称的读数主要仪器：焦利氏秤、砝码托盘、金属环、金属框、镊子、砝码、游标卡尺、螺旋测微器、烧杯。
表3：金属环拉脱液膜时，焦利氏称的读数主要仪器：焦利氏秤、砝码托盘、金属环、金属框、镊子、砝码、游标卡尺、螺旋测微器、烧杯。
数据处理：1.用逐差法求弹簧的倔强系数2.用金属框测量液体的表面张力系数3.用金属环测量液体的表面张力系数实验原理：1. 液体分子受力情况液体表面层中分子的受力情况与液体内部不同。
在液体内部，分子在各个方向上受力均匀，合力为零。
而在表面层中，由于液面上方气体分子数较少，使得表面层中的分子受到向上的引力小于向下的引力，合力不为零，这个合力垂直于液体表面并指向液体内部，如图1所示。
所以，表面层的分子有从液面挤入液体内部的倾向，从而使得液体的表面自然收缩，直到达到动态平衡(即表面层中分子挤入液体内部的速率与液体内部分子热运动而达到液面的速率相等)。
这时，就整个液面来说，如同拉紧的弹性薄膜，这种沿着表面，使液面收缩的力称为表面张力。
图1 液体分子受力示意图2.液体表面张力系数将一表面清洁的长度为l 、金属丝直径为d 的矩形金属框竖直浸入水中，使其底面水平并轻轻提起。
当金属框底面与水面相平，或略高于水面时，由于液体表面张力的作用，金属框的四周将带起一部分水，使水面弯曲，呈图2所示的形状。
这时，金属框在竖直方向上受到三个力：金属框的重力mg 、向上的拉力F 以及水表面对金属框的表面张力ϕcos f ，φ为水面与金属框侧面的夹角，称为接触角。
实验题目液体表面张力系数的测定(可以直接使用，可编辑实用优秀文档，欢迎下载）实验题目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，测量的方法直观，概念清楚。
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1×10-3～1×10-2N之间，因此需要的有一种量程较小、灵敏度高、且稳定好的测量力的仪器。
近年来，新发展的硅压阻式力敏传感器张力测定仪正能满足测量液体表面张力的需求，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，再对甘油进行测量，这样可以明显观察到表面张力系数随溶液浓度的变化现象，从而对这个概念加深理解。
【目的要求】1、掌握用拉脱法测量液体的表面张力系数。
2、测量不同浓度的溶液的表面张力系数，观察掌握表面张力系数随溶液浓度的变化而变化的现象，加深对表面张力系数的理解。
【仪器用具】液体表面张力测定仪、游标卡尺、烧杯等。
【实验原理】实验装置，如下图，其中，液体表面张力测定仪，包括硅扩散电阻，非平衡电桥的电源和测量电桥失去平衡时输出电压大小的数字电压表，铁架台、微调升降台、装有力敏传感器的固定杆、盛液体的玻璃皿和圆环形吊环片。
实验证明，当环的直径在3厘米附近而液体和金属环接触角近似为零时，运用公式F=α·π (D1+D2)测量各种液体的表面张力系数的结果较为正确。
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，可认为脱离力为表面张力系数乘以脱离表面的周长，即：F=α·π (D 1+D 2)…F 为脱离力，D 1、D 2分别为圆环的内、外径，α为液 体的表面张力系数。
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。
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。
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
目的：
采用拉托法测量水的表面张力系数
器材：
液体表面张力系数测定仪、垂直调节台、硅压阻力敏传感器、铝合金吊环、吊盘、砝码、玻璃皿、镊子、游标卡尺
原理：
1、表面张力的大小和曲线的长度成正比
2、表面膜拉力大小：f=aΔl=а（2πr1+2πr2）=π（D1+D2）а
（D1、D2为圆环内外径，а为液面表面张力系数）
数字式电压表输出：F=（U1-U2）/B
（U1、U2为吊环拉断液柱前后电压表读数，B为力敏传感器灵敏度）
а=（U1-U2）/ [Bπ(D1+D2)]
步骤：
1、开机预热15分钟并清洗玻璃器皿和吊环
2、将砝码盘挂在力敏传感器的钩上，旋转调零旋钮调零。
在砝码盘依次加入
0.5g\1.0g\1.5g\2.0g\2.5g\3.0g和3.5g的砝码，并读出电压输出值。
用最小二乘法作直线拟合，求B
3、取下砝码盘和砝码，将吊环挂在力敏传感器的钩上。
玻璃皿内放入被测液体并将其安放在升降台上。
在测定a过程中逆时针转动升降台大螺旋帽使液面上升，当环下沿部分浸入液体中改为顺时针，观察环浸入液体的过程和现象。
记下拉断液柱面前一瞬的U1和拉断瞬间的U2。
液体表面张力系数的测定在生活和科学中的应用和拓展摘要：在大学实验课中对液体表面张力系数进行了测定，对液体表面张力有了一定的了解, 知道它是由于表面层液体分子受力情况不同于液体内部，使得液体表面具有一种不同于液体内部的特殊性质。
即液体内部相邻液体间的相互作用表现为压力，而液体表面相邻液面间的作用则表现为张力。
由于这种力的存在，引起弯曲液面内外岀现压强差，以及常见的毛细现象、润湿和成泡等现象。
工业生产中使用的浮选技术，动植物体内的液体运动，土壤中水的运动等都是液体表面张力的表现。
这些都是我们日常生活中常见的现象，在我们对液体表面张力有了一定了解后，就能对这些现象进行解释，甚至还能去应用它，并且我们还能在科学领域对它进行更深入的探究，发明出一些能更好的帮助人类的新发明。
关键字：液体表面张力生活科学应用拓展.液体表面张力在生活上的应用和科学研究中的重要地位因为对液体表面张力进行了研究，我们知道它是由液体表面张力系数决定的，液体表面张力系数与液体的性质、杂质情况、温度等有关，经过研究发现，一般来说，易挥发的液体表面张力系数值越小，有的杂质能使液体表面张力系数减小。
这些发现都被应用于日常生活营工业生产中。
比如，在水面上撒一些滑石粉末，再用玻璃棒沾一点肥皂水滴到水上面，可看到粉末很快向四周移开，这表明滴入肥皂水处的表面张力比纯水处的小。
因此，就研究出了表面活性剂，即能够使表面张力系数减小的物质。
如皂类、洗涤剂、湿展剂和乳化剂等。
这些表面活性剂在生活中有着很大的应用和作用。
.我们生活中的一些液体表面张力现象及其对它的解释在日常生活中，我们对见到的一些现象可能已经习以为常，认为它们理应如此，但是为什么会这样，就没有过多地去想了•比如，下过雨后，我们可以见到树叶、草上的小水珠都接近於球形；不小心打碎了体温计后，里面的水银掉到地上，小水银滴也呈球形.在纸伞上涂油漆做成雨伞，这些是液体的润湿与不润湿现象。
牙膏能清洁口腔和能吹出很大的肥皂泡, 这些又是因为利用了表面润滑剂的效果。
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。
佛山科学技术学院实验室开放基金项目研究报告项目名称：液体表面张力系数的测定申请者：李京玲吕咏思朱家欢蔡小玲朱绍进刘本明所在学院：理学院指导老师：类别：■自然科学类学术论文☐哲学社会科学类社会调查报告和学术论文☐科技发明制作A□科技发明制作B液体表面张力系数的测定姓名：李京玲吕咏思朱家欢蔡小玲朱绍进刘本明班级：10物理学（师范）摘要：关键词：液体表面张力引言有时候，我们会觉得很奇怪，为什么有的笑昆虫能在液体上自由自在的行走？为什么银针能在水面上浮着而不沉下去呢？为什么少量水银在干净的玻璃版上会收缩成球冠状，而水却会扩张开来？等等的这些原因，激起我们想要研究液体表面张力的动力。
【实验目的】1.掌握用焦利秤测量微小力的原理和方法。
2.用拉脱法测量室温下水的表面张力系数。
【实验仪器】约利弹簧秤、砝码、烧杯、金属框、游标卡尺等。
【实验原理】液体分子之间存在分子力，其有效作用半径约10-8cm。
液体表面层内的分子所处的环境和液体内部分子不同。
液体内部每个分子四周都被同类的其他分子所包围，它受到周围分子的合力为零。
但处于液体表面层内的分子，由于液体上方为气相，分子数很少，因而表面层内每个分子受到向上的引力比向下的引力少，合力不为零，即液体表面处于张力状态。
表面分子有从液面挤入液体内部的倾向，使液面自然收缩，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为止。
因而，在没有外力作用时液滴总是呈球形，即是其表面积缩到最小。
表面张力的大小可以用表面张力系数来描述。
设在液面上作一厂为L的线段，此线段两侧的液体之间存在着互相牵引的力f，这种力的方向恒与线段垂直，大小与线段长度L成正比，即F=ɑL (1)其比例系数ɑ为液体表面张力系数，定义为作用在单位长度上的表面张力，单位为N/m。
实验证明，表面张力系数ɑ的大小与液体的种类、纯度、温度和它上方的气体成分有关，温度越高，液体中所含杂质越多，则表面张力系数越小。
【实验方法】测量液体表面张力系数的方法有很多，例如：毛细管上升法测定原理：将一支毛细管插入液体中, 液体将沿毛细管上升, 升到一定高度后, 毛细管内外液体将达到平衡状态, 液体就不再上升了。
此时, 液面对液体所施加的向上的拉力与液体向下的力相等。
则表面张力：γ=ρghr/(2cosθ)式中γ为表面张力, r 为毛细管的半径, h 为毛细管中液面上升的高度, ρ为测量液体的密度, g 为当地的重力加速度, θ为液体与管壁的接触角。
Wilhelmy 盘法用铂片、云母片或显微镜盖玻片挂在扭力天平或链式天平上, 测定当片的底边平行面刚好接触液面时的压力, 由此得表面张力, 公式为:式中,W 总为薄片与液面拉脱时的最大拉力,W片为薄片的重力, l 为薄片的宽度, 薄片与液体的接触的周长近似为2l, φ为薄片与液体的接触角悬滴法悬滴法是根据在水平面上自然形成的液滴形状计算表面张力。
在一定平面上, 液滴形状与液体表面张力和密度有直接关系。
由Laplace 公式, 描述在任意的一点P 曲面内外压差为：式中R1, R2 为液滴的主曲率半径; z 为以液滴顶点O 为原点, 液滴表面上P 的垂直坐标; P0 为顶点O 处的静压力。
定义：S= ds/de式中de 为悬滴的最大直径, ds 为离顶点距离为de 处悬滴截面的直径式中b 为液滴顶点O 处的曲率半径。
此式最早是由Andreas, Hauser 和Tucker[15]提出, 若相对应与悬滴的S 值得到的1/H 为已知, 即可求出表( 界) 面张力。
应用Bashforth-Adams 法, 即可算出作为S 的函数的1/H 值。
因为可采用定期摄影或测量ds/de 数值随时间的变化, 悬滴法可方便地用于测定表( 界) 面张力。
滴体积法当一滴液体从毛细管滴头滴下时, 液滴的重力与液滴的表面张力以及滴头的大小有关。
Tate首先提出了表示液滴重力(mg) 的简单关系式:mg=2πrγ,实验结果表明, 实际体积比按式( 7) 式计算的体积小得多。
因此Harkins 就引入了校正因子, 则更精确的表面张力可以表示为:其中m 为液滴的质量, V 为液滴体积, f 为校正因子, 可查表得到[16, 23]。
只要测出数滴液体的体积, 利用( 13) 式就可计算出该液体的表面张力。
【拉脱法测量表面张力系数】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．所以，我们小组就选择用拉脱法利用约利弹簧秤来测定液体表面张力系数。
拉脱法利用约利弹簧秤来测定液体表面张力系数:可将细金属丝制图如下左图的金属框，放在水中，将金属框丝缓慢提起可以看到金属框将要离开水面时，金属丝和液面间形成一层薄膜，如下右图示，图中画出的是金属丝的纵断面。
当拉力超过某定值时，液体薄膜就会破裂。
当液体薄膜将要破裂但尚未破裂时，表面张力f的方向将会随着液面方向的改变而改变，接触角逐渐减少而趋向于零。
作用在金属框上的拉力F，mg及表面张力f处于平衡状态，故有F=mg+2f (2)式中mg为金属框和它所沾附的液体的总重量，接触角为金属丝接触处的液体薄膜的切面个铅直面间的交角称为接触角。
乘2是由于金属丝两侧都有液体薄膜的缘故。
设金属丝的直径为d，金属框的宽为L,则由(1)式得f=ɑ(L+d) (3)将上式代入（2）式，又因L>>d,于是得ɑ=(F-mg)/2L (4)f mg【实验内容与步骤】 1. 测定弹簧的劲度K①按图所示挂好弹簧、小镜和砝码盘等（先不放烧杯和金属框）。
调节底脚螺丝，使金属杆铅直，这时小镜悬在玻璃套管内，而且不能与其内壁接触，以免影响小镜的升降。
②转动手轮，使小镜上的水平标线，玻璃管上的水平准线及其在小镜中的像三者始终重合，即“三线对齐”。
记下游标的初读数L 0。
③逐次增加砝码，每次增加1g ，并记下相应读数Li ，直到砝码等于5g 为止。
④然后反过来，每次减少1g 砝码，并记下相应读数Li ’。
⑤求出Li 和Li ’的平均值后，用逐差法求出劲度K 值。
2. 测定在室温下水的表面张力系数（1） 测定F-mg利用焦利秤测量拉框上升时的微小拉力，先用三线对齐的方法，（即小镜上的水平标线，玻璃管上的水平准线及其在小镜中的像三者始终重合）由游标迟读出之值L1;加上砝码M 之后，弹簧下端向下伸长，小镜标线也向下移动而偏离准线，此时应转动手轮1，向上拉伸弹簧，使小镜恢复到原来位置，即再使三线对齐，设从游标尺读出之值为L2,则弹簧在重力Mg 作用下的伸长量L2-L1,根据胡克定律有 K=Mg/(L2-L1)。
求出弹簧的劲度系数K ，这样只要测出弹簧的伸长量△L ，就可以算出作用于弹簧上的外力F 。
①将干净的金属框挂在小镜下端的小钩上，转动鼓轮1，使金属框下降，平面镜也随着下降，直到三线又对齐时，记下游标读数L0，重复测量3次，取平均值。
②将盛有蒸馏水的玻璃烧杯置于平托盘上，调整平台的高度，直金属框全部浸入水中，调节平托盘上下位置，同时调节转动手轮，使“三线对齐”。
③然后缓慢降下平托盘，同时调节手轮，使三线始终保持对齐状态，直到金属框拉起的水膜恰好破裂为止，记下游标尺上读数L。
重复测量3次，取平均值。
④求弹簧伸长量。
（2）测量金属框的宽度l，测量3次。
根据虎克定律可得F-mg=K（L-L0）由式α=（F-mg）\2l=K(L-L。
)\2l求出水的表面张力系数α值，并求其标准不确定度。
（3）测出玻璃烧杯中蒸馏水的温度。
（4）水的表面张力系数随温度升高而减少，近似关系式为α0=αt +0.15t×10-3 N/m【实验数据和数据处理】1. 用焦利弹簧秤测出数据，求弹簧劲度K52L4-L1=5.90cmL3-L0=5.89cm计算L的不确定度：u(A)={〔（5.89-5.90）2+（5.90-5.90）2+（5.92-5.90）2〕/6}1/2=0.009cm=0.00009m u（B）=△仪/31/2=0.003mu（C）=〔u(A)2+u(B)2〕1/2=0.003mk=Mg/△L=3×10-3kg/5.9×10-2m=0.051kg/m1.用拉脱法测量表面张力系数表二水的表面张力的测定计算L0的不确定度：u(A)=0u（B）=△仪/31/2=0.003mu（C）=〔u(A)2+u(B)2〕1/2=0.003mL0=0.1105m计算L的不确定度：U(A)= {〔（14.03-14.02）2+（14.03-14.02）2+（14.01-14.02）2〕/6}1/2=0.000007m u（B）=△仪/31/2=0.003mu（C）=〔u(A)2+u(B)2〕1/2=0.003mL=0.1402mL-L0=0.0297m由胡克定律，F-mg=K（L-L0），根据公式α=（F-mg）\2l=K(L-L。
)\2l ，可以算出水的表面张力系数α=0.051×0.0297\2×0.04248=0.0178N/m根据公式α0=αt+0.15t×10-3 N/m，α0=0.0755N/m，得出，αt=0.0715 N/m。
从而算出我们所做的实验的α=0.07919 N/m.用焦利秤测量法所得出的液体表面张力系数与用拉脱法测出的液体表面张力系数之比为（0.07919-0.07271）\0.07919=0.08183这次实验结果存在的误差，可能是由于仪器的不精密，或者是我们在做实验过程中，读数和取有效数字所造成的。
思考题1.液体的表面张力与哪些因素有关？答：影响液体的表面张力的因素：1.内因：无机液体的表面张力比有机液体的表面张力大的多；水的表面张力72.8mN/m(20℃)；有机液体的表面张力都小于水；含氮、氧等元素的有机液体的表面张力较大；含F、Si的液体表面张力最小；分子量大表面张力的；水溶液：如果含有无机盐，表面张力比水大；含有有机物，表面张力比水小。
2.外因：温度升高表面张力减小；压力和表面张力没有关系。
2.液体的表面张力系数是怎样定义的？答：促使液体表面收缩的力叫做表面张力。
即液体表面相邻两部分之间，单位长度内互相牵引的力。
如液面被长度为L的直线分成两部分，这两部分之间的相互拉力F是垂直于直线L，并与表面相切。
比例系数σ就是液体的表面张力系数，它表示液体表面相邻两部分间单位长度的相互牵引力。
