液体表面张力系数测定的实验报告 (2)

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－资料类关键信息项：1、实验目的2、实验原理3、实验仪器4、实验步骤5、实验数据6、数据处理与分析7、误差分析8、结论11 实验目的本次实验旨在通过多种方法测定液体的表面张力系数，深入理解液体表面张力的概念及其影响因素，并提高实验操作和数据处理的能力。

111 具体目标包括1111 掌握测量液体表面张力系数的基本原理和方法。

1112 学会使用相关实验仪器进行精确测量。

1113 分析实验过程中可能产生的误差，并探讨减小误差的措施。

12 实验原理液体表面张力是指液体表面层内分子间的相互作用力，使得液体表面具有收缩的趋势。

表面张力系数是描述液体表面张力大小的物理量，通常用γ表示。

121 常见的测量方法及原理1211 拉脱法当一金属框从液面上缓慢拉起时，所受到的拉力等于液体表面张力与所拉起的液膜重力之和。

在液膜即将破裂的瞬间，拉力达到最大值 F，此时液膜的内外压力差与表面张力平衡，即 F ＝γ×L，其中 L 为金属框的周长。

1212 毛细管升高法当液体在毛细管中上升时，管内液面会形成弯曲液面。

根据流体静力学原理，液面上升高度 h 与表面张力系数γ、液体密度ρ、重力加速度 g 以及毛细管半径 r 之间存在关系：γ ＝（ρghr) ／ 2。

1213 焦利秤法利用焦利秤测量弹簧的伸长量，从而间接求出液体表面张力所产生的拉力。

13 实验仪器131 拉脱法实验仪器1311 力传感器用于测量拉力的大小。

1312 金属框通常为矩形或圆形。

1313 升降台控制金属框的升降。

132 毛细管升高法实验仪器1321 毛细管具有较小的内径。

1322 测量尺用于测量液面上升高度。

133 焦利秤法实验仪器1331 焦利秤包括弹簧、指针、刻度盘等。

1332 砝码用于校准焦利秤。

14 实验步骤141 拉脱法实验步骤1411 调整实验装置，使金属框水平且与液面平行。

1412 缓慢升起升降台，使金属框逐渐脱离液面，同时记录力传感器的示数。

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fL (L 为圆形液膜的周长)，则有2F mg L(2）所以2FmgL(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’＝(Ｄ1＋D 2）/2（4）将(４)式代入(３）式得12F mg D D（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 (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。

测液体表面张力系数实验报告
测液体表面张力系数实验报告
实验日期：2020 年 3 月 20 日
实验目的：通过液体表面张力法测试液体的表面张力系数。

实验步骤：
1. 确定实验工作流程；
2. 进行液体表面张力测试前的装备准备；
3. 由实验人员用勺子浇灌缸壁上的灌口，将实验液体倒入缸中，经过搅拌后至实验液体温度达到实验要求；
4. 选取液体表面张力仪的灌口，将实验液体装入仪器，并将灌口固定；
5. 选择液体表面张力仪的测量程序，在实验液体的水平表面上安装测量支架，并将重物支架抬起；
6. 当实验液体的表面被拉开（其间隙距离为 0.25mm），将测量仪器的数据录入到计算机，并记录下参数和结果。

7. 将测量仪器的测量程序恢复，实验报告完成。

实验结果：
液体表面张力系数：20.15 mN/m
实验结论：
本次实验测试得到的液体表面张力系数为 20.15 mN/m，符合实验要求，表明实验结果良好。

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大连理工大学大物实验水表面张力系数的测定实验报告篇一：水表面张力系数的测定实验报告大连理工大学大学物理实验报告院（系）材料学院专业材料物理班级0705 姓名童凌炜学号201967025实验台号实验时间2019年12月03日，第15周，星期三第5-6节实验名称水表面张力系数的测定教师评语实验目的与要求：（1）理解表面张力现象。

（2）用拉脱法测定室温下水的表面张力系数。

主要仪器设备：FD-NST-I型液体表面张力系数测定仪、砝码、镊子及其他相关玻璃器皿。

实验原理和内容：分子间的引力和斥力同时存在，它们以及它们合力的大小随着分子间的距离的变化关系如图所示对液体表面张力的理解和解释：在液体和气体接触的表面有一个薄膜，叫做表面层，其宏观上就好像是一张绷紧了的橡皮膜，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。

计算张力时可以做如下的假设：想象在表面层上有一条长度为L的分界线，则界限两端的表面张力方向垂直于界限，大小正比于L，即f=αL（α为液体表面张力系数）。

实验中，首先吊环是浸润在水中的，能够受到表面张力的拉力作用。

测定仪的吊环缓慢离开水面，将拉起一层水膜，并受到向下的拉力f拉。

由于忽略水膜的重力和浮力，吊环一共受到三个力，即重力W、液面的拉力f拉、传感器的弹力FF?f拉?W试验中重力是常量，而与表面张力相关的拉力却随着水膜的拉伸而增大。

水膜被拉断前瞬间的f拉，就是表面张力f。

圆环拉起水膜与空气接触有两个表面层，若吊环的内、外直径分别为D1、D2,则界限长度L=πD1+πD2。

根据界线思想定义的张力计算式得f=αL，则有F???（D1+D2）水膜被拉断前传感器受力F1F1???（D1+D2）+W在水膜拉断后传感器受力F2F2?W由上面两式得水的表面张力系数的计算公式为???(D1?D2)步骤与操作方法：（1）力敏传感器的定标i. 开机预热10分钟。

ii. 将仪器调零后，改变砝码重量，再记录对应的电压值。

测量液体表面张力系数实验报告液体表面张力是液体分子之间的吸引力导致液体表面上发生的现象。

在液体表面，靠近空气的分子受到的吸引力是其他分子所没有的，因此它们会被吸引向液体内部，形成一层相对稳定的表面。

表面张力系数是量化液体表面张力大小的常数。

一、实验目的本实验的主要目的是通过测量液体表面张力来了解液体分子之间的相互作用和物理性质。

具体的实验目标有：1. 掌握测量液体表面张力的方法和技巧；2. 了解不同条件对液体表面张力的影响；3. 理解液体表面张力与液体分子性质的关系。

二、实验原理1. 测量液体表面张力的方法：本实验使用的是悬铂铁环法。

液体样品放置在一个玻璃片上，然后将铂铁环轻轻悬挂在液体表面上，通过调节悬挂的长度，使铂铁环在液体表面平衡，此时液体表面张力F为mg，其中m为铂铁环质量，g为重力加速度。

通过测量悬挂铂铁环的长度，可以计算出液体表面张力系数。

2. 影响液体表面张力的因素：液体表面张力受到温度、溶质浓度和杂质含量等因素的影响。

一般情况下，随着温度升高，液体表面张力降低；溶质浓度的增加会导致液体表面张力增加；杂质的存在也会降低液体表面张力。

三、实验步骤1. 准备工作：清洗实验仪器和玻璃片，确保其表面没有杂质。

2. 精密称量：使用天平和电子天平分别测量铂铁环的质量和液体样品的质量。

3. 处理液体样品：将液体样品倒入一个干净的容器中，并待其静止片刻，让其温度稳定。

4. 实验操作：将磁力搅拌器调至适当速度，加热样品并保持液体温度稳定。

然后将玻璃片浸入液体中，等待液体温度均匀。

5. 开始测量：取出玻璃片，用吹气球将其吹干，再将其置于铂铁环上。

然后通过调节铂铁环长度，在液体表面平衡，记录铂铁环长度。

6. 实验重复：根据实验需要，重复测量多组数据，确保结果的准确性。

7. 数据处理：根据实验原理的公式，计算液体表面张力系数。

如果有多组数据，则计算平均值。

四、实验注意事项1. 实验时应小心操作，避免液体样品溅出或对仪器造成损害。

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。

测液体表面张力系数实验报告
1.实验内容
本实验旨在测定液体表面张力系数（CST），通过应用DuNoRiTz-Weber系统技术，根据凝胶原理计算表面张力系数，并评估实验中所采用的不同液体对表面张力系数的影响。

2.实验原理
表面张力是一种描述液体表面特征的量，它表示两种介质（气体与液体）在表面上吸引力的大小。

它由层与层之间的力组成，受到凝胶原理和液体分子的性质等多种因素的影响。

因此，表面张力的测量是对液体表面特性的客观评价的重要手段。

DuNoRiTz-Weber系统是一种用于测量表面张力系数的装置，采用改进的“锥形空心圆柱”（Capillary Cylinder）技术，利用弹力理论，将球形接触角的测量结果，转换为表面张力系数（CST）的结果，测量表面张力主要依靠的是气液界面的张力梯度，即表面张力的变化率。

CST可以用来评估液体的表面特征，如分子结构、气体和液体的相互作用能力等。

3.实验仪器
DuNoRiTz-Weber系统，液体样品（清水、乙醇、醋酸和氢氧化钠），计算机，滴定管等。

4.实验步骤
（1）准备DuNoRiTz-Weber系统：把液体样品放入滴定管中，将滴定管放入系统内，并用塑料密封好。

（2）连接计算机：将电脑与DuNoRiTz-Weber系统连接，运行软件，准备测量。

（3）测量：在软件上，设置参数，使系统进行测量，测量过程中注意检查系统状态，并及时用棉签清除油污或水滴，以确保测量精度。

（4）数据记录：测量完毕后，根据测量结果记录下每种液体的表面张力系数（CST），以及批次号等信息。