液体表面张力实验报告.pdf

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1、液体表面张力实验报告【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】表面张力f与线段长度L成正比。即有：f=αL（1）-1比例系数α称为液体表面张力系数，其单位为Ｎm。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

2、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Fmg2(Ld)本实验用金属圆环代替金属片，则有Fmg(d1d2)(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K3.测（F-mg）值。F-mg=f=KS代入得kS（d1d2）4.用卡尺测出d1、d2值，将数据代入即可求出α值5.再记录室温，可查出此温度下蒸馏水的标准值α，并作比较。【数据处理】01.用逐差法计算弹簧的倔强系数K（实验温度：18C）砝码数增重读数(mm)减重读数(mm)平均数Li(mm

3、)Li5-Li(mm)0234.06234.18234.1210.271236.52236.72236.6210.502238.54238.72238.6310.733240.52240.60240.5611.064242.56242.76242.6611.005244.54245.24244.396247.06247.18247.127249.14249.58249.368251.60251.64251.629253.66253.66253.662．计算液体表面张力f水膜破裂时读数S(mm)次数初始位置S0(mm)ΔS=

4、Si－S0(mm)Si(mm)1223.22225.442.222222.76225.002.243222.96224.982.022.1504223.20225.222.025223.06225.262.203.金属环外、内直径的测量(本实验直接给学生结果)平均值(mm)d134.92d233.12KS347.3310N(d1d2)3．计算表面张力系数及不确定度22SKKS3.55(d1d2)(d1d2)334.表面张力系数的理论值：(75.50.15t)10N/m71.7510N/m3(47.33103.55)N/m【

5、误差分析】1.水有杂质导致α值偏小2.测量s时要避免水膜提前破裂导致实验误差较大3.桌面的震动，空气流动，金属圆环底部不水平4.仪器未调零，表面张力系数测定仪不稳定5.拉脱过程不匀速，拉脱速度过快6.圆环底部没有浸没到水中，圆环不稳定（晃动）7.圆环直径测量不准确【思考题】1.用焦利称测量微小力的依据是什么？答：焦利秤支架上设有游标，精度为0.02mm2．金属圆环浸入水中，然后轻轻提起到底面与水面相平时，试分析金属圆环在竖直方向的受力。答：竖直向上的拉力，竖直向下的重力和液体表面张力，且平衡抵消3．分析（2）式成立的条件，

6、实验中应如何保证这些条件实现？答：（1）每次读数前须三线对齐（2）避免水膜提前破裂4．本实验中为何安排测（F—mg），而不是分别测F和mg？答：分开测量难度大且误差大5.本实验影响测量的主要因素有哪些？这些因素使偏大还是偏小？答：α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，α值越小，液体杂质越多，α值越小。【实验数据截图】