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1、梧州学院学生实验报告成绩：指导教师：专业： 班别：实验时间：实验人：学号：同组实验人：实验名称：液体表面张力系数测定测定实验目的：1学习液体表面张力系数测定仪的使用方法；2 用拉脱法测定室温下液体的表面张力系数实验仪器：HLD_LST_II型液体表面张力系数测定仪仪器清单名称数量备注1、实验主机1台d2、实验装置1台托盘、升降台大旋钮3、压力传感器1台4、砝码7个5、砝码盘1个6、圆形吊环1个7、玻璃器皿1个8说明书1份9、国标线1根10、合格证1张装置介绍实验装置见下图。歳恠嵌a嵌力澈定搓暨1、硅压阻力敏传感器2、吊环钩3、圆环形吊环4、盛液体的玻璃皿装被测量液体5、托盘6、升降台大旋钮，7
2、、水平调节的螺丝8、水平仪9、固定支架1 0、传感器接口.11、传感器信号显示1 2、调零旋钮I 3、电源开关注意事项1 吊环应严格处理干净。可用NaOH溶液洗净油污或杂质后，用清洁水冲洗干净，并用热吹风烘干。片码用酒精洗干净，并用热吹风烘干。2 必须使吊环保持竖直和干净，以免测量结果引入较大误差。3 实验之前，仪器须开机预热1 5分钟。4在旋转升降台时，尽量不要使液体产生波动。5 实验室不宜风力较大，以免吊环摆动致使零点波动，所测系数不准确。6若液体为纯净水，在使用过程中防止灰尘和油污以及其它杂质污染。特别注意手指不要接触被测液体。7.玻璃器皿放在平台上，调节平台时应小心、轻缓，防止打破玻璃
3、器皿。&调节升降台拉起水柱时动作必须轻缓，应注意液膜必须充分地被拉伸开，不能使其过早地破裂，实验过程中不要使平台摇动而导致测量失败或测量不准。9使用力敏传感器时用力不大于0.098N。过大的拉力传感器容易损坏。严禁手上施力.10.实验结束后须将吊环用清洁纸擦干并包好，放入干燥缸内。【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
4、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，其方向沿液体表面，且恒与 分界线垂直，大小与分界线的长度成正比，即：f L(1)式中称为液体的表面张力系数，单位为N ?M 1，在数值上等于单位长度上的表面张力。试验证明，表面张力系数的大小与液体的温度、纯度、种类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。将内径为D1，外径为D2的金属环悬挂在测力计上，然后把它浸入盛水的玻璃器皿中。当缓慢地向上提起金属环时，金属环就会
5、拉起一个与液体相连的水柱。由于表面张力的作用，测力计的拉力逐渐达到最大值F(超过此值，水柱即破裂)，贝U F应当是金属环重力 G与水柱拉引金属环的表面张力f之和，即：F=G+f (2)由于水柱有两个液面，且两液面的直径与金属环的内外径相同，则有f=(D1+D2)( 3)贝廿表面张力系数为f(4)(D1 D2)表面张力系数的值一般很小，测量微小力必须用特殊的仪器。本实验用FD-NST-I型液体表面张力系数测定仪进行测量。FD-NST-I型液体表面张力系数测定仪用到的测力计是硅压阻力敏传感器，该传感器灵敏度高， 线性和稳定性好，以数字式电压表输出显示。若力敏传感器拉力为F时，数字式电压表的示数为U
6、，则有F U(5)B式中B表示力敏传感器的灵敏度，单位V/N。吊环拉断液柱的前一瞬间，吊环受到的拉力为 若吊环拉断液柱的前一瞬间数字电压表的读数值为=G+f ;拉断时瞬间，吊环受到的拉力为 =G。 U1，拉断时瞬间数字电压表的读数值为 U2 ,则有：F1 GU1,F2 GU2F1 F2S u2B故表面张力系数为fs U2(D1 D2)(D1 D2)b【实验内容与步骤】1 .开机预热1 5分钟；2. 清洗玻璃器皿和吊环；3. 调节支架的底脚螺丝，使玻璃器皿保持水平；4. 测定力敏传感器的灵敏度(公式F U B) 预热15分钟后，在力敏传感器上挂上吊盘，并对电压表调零； 将7个质量均为0.5g的片
7、码依次放入吊盘中(注：用镊子将片码放入吊盘中。吊盘晃动将带来电压表的数字跳动)，分别记下电压表的读数；再依次从吊盘中取走片码，记下读数。将数据填入表1中。5、测定水的表面张力系数 将盛水的玻璃器皿放在平台上，并将洁净的吊环挂在力敏传感器的小钩上，并对电压表清零； 逆时针旋转升降台大螺帽使玻璃器皿中液面上升，当环下沿部分均浸入液体中时，改为顺时针转动该螺帽，这时液面往下降（或者说吊环相对往上升）。观察环浸入液体中及从液体中拉起时的物理现象。记录吊环拉断液 柱的前一瞬间数字电压表的读数值Ui，拉断时瞬间数字电压表的读数值U2。重复测量5次。数据记录及处理表1力敏传感器灵敏度 B的测定次数i砝码质量
8、mi g增重时读数U,mV）减重时读数Ui mV平均值Ui（mV）12345674 O用逐差法求uUi 4 Ui4 i JUmg表2水的表面张力系数的测定（吊环内径=cm，外径=cm）（水温=C）测量次数Ui (mV )U2 (mV ) U ( mV )f 103N10 3 N/m12345误差分析查资料，实验结果与准确值比较，计算百分误差。分析误差原因，总结实验。XX大学实验报告课程物理实验实验项目液体表面张力系数的测定成绩专业班级学号实验日期姓名同组人姓名指导教师一【实验目的】(1) 掌握力敏传感器的原理和方法(2) 了解液体表面的性质，测定液体表面张力系数。二【实验内容】用力敏传感器测量
9、液体表面的张力系数三【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，
10、并使得液体表面自然收缩，直到处于动态平衡。假如在液体中浸入一块薄钢片，则钢片表面附近的液面将高于其它处的，如图1所示。由于液面收缩而产生的沿切线方向的力 Ft称之为表面张力，角0称之为接触角。当缓缓拉出钢片时，接触角0逐 渐的减小而趋于零，因此Ft方向垂直向下。在钢片脱离液体前诸力平衡的条件为F = mg + F t (1)其中F是将薄钢片拉出液面的时所施加的外力，mg为薄钢片和它所沾附的液体的总重量。表面张力Ft与接触面的周长2(l+d)成正比，故有Ft = 2 (T (l+d),式中比例系数c称之为表面张力系数，数值上等于作用在液体表面单位长度上的力。将Ft代入式(1)中得F - mg2
11、Til I dj当用环形丝代替薄钢片做此实验时，设环的内外直径为D1、D2，当它从液面拉脱瞬间传感器受到的拉力差f = F mg =n (D1+D2) c，此时6 = it（D1 1 D莎（3）只要测出力f和环的内外直径，将它们代入式 ，即可算出液体的表面张力系数。 式中各量的单位统一为国际 单位。四【实验仪器】（1）FD NS B液体表面张力系数测定仪。（2）砝码六个，每个质量0.500g五【实验步骤】（1）开机预热。（2）清洗玻璃器皿和吊环。（3）在玻璃器皿内放入被测液体并安放在升降台上。（4）将砝码盘挂在力敏传感器上，对力敏传感器定标。（5）挂上吊环，测定液体表面张力系数。当环下沿全部浸
12、入液体内时，转动升降台的螺帽，使液面往下降。 记下吊环拉断液面瞬间时的电压表的读数 U1,拉断后瞬间电压表的读数 U2则f=（U1-U2）/B六【实验注意事项】（1）轻轻挂上吊环，必须调节好水平。（2）在旋转升降台时，尽量是液体的波动要小。（3）工作室不宜风力较大，以免吊环摆动致使零点波动，所测系数不准确。七【数据记录与处理】（1）力传感器标定g=9.749m/s2砝码个数（个）012345电压（+）（mv）10.525.641.156.371.887.0电压（-）（mv）10.225.340.555.971.286.9电压平均（mv）10.425.440.856.171.587.0（2）水的
13、表面张力测定水温：23C挂环内径：3.31cm挂环外径：3.50cm测定次数12345U169.469.268.868.668.5U211.811.711.511.211.3U1-U2=57.4 （mv）（3）最小二乘法求灵敏度传感器电压与受力关系曲线应用最小二乘法程序直线拟合得：B=3.14(V/N)(4) 计算水的表面张力U1 -U27表面张力f = g =1.83X !0_2 (N)表面张力系数6 = n(| |r. =(1.83X10-2)/ n X (3.31X10 2 )+(3.50 X10-5=8.56X1。(N/m)八【实验参考书】大学物理实验张怀作著百度文库一物理实验辽宁大学
14、物理组九【实验小结】本次实验中，在老师的耐心指导下，我成功的完成拉此次实验.做完这实验自己懂得了不少的知识，了解了液体表面张力的一些性质，也明白了一些自然现象，如泡沫的形成，露珠为什么是球形等。这次实验做的挺成功的， 我想成功主要原因有以下几点。第一，在实验前认真听老师讲解实验有关的知识、步骤、细节、注意事项等内容。第二，课前认真预习了实验 液体表面张力系数测定，对于实验的基本原理、实验的操作方法 以及实验时所注意的细节都有了一定的了解，这样在做实验时就不会手足无措。现在也真正的理解了老师当时对我们所讲的“预习对于做实验很重要”这句话。液体表面张力系数的测定实验报告【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
