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1、拉脱法测定液体的表面张力系数第1页，本讲稿共13页 液体表面就好象是一张蹦紧的弹性薄膜液体表面就好象是一张蹦紧的弹性薄膜,液体液体表面的表面张力。可以用它来说明泡沫的形成，表面的表面张力。可以用它来说明泡沫的形成，浸润和毛细现象等。表面张力垂直于液体表面任浸润和毛细现象等。表面张力垂直于液体表面任何一条线段并沿着液体表面，作用于单位长度上何一条线段并沿着液体表面，作用于单位长度上的张力称为表面张力系数，用的张力称为表面张力系数，用表示。表示。其中其中F为作用于线段为作用于线段L上的张力。上的张力。第2页，本讲稿共13页实验原理实验原理 用测量一个已知周长的金属片从待测液体表用测量一个已知周长的
2、金属片从待测液体表面脱离时所需要的力，来求得该液体的表面张力面脱离时所需要的力，来求得该液体的表面张力系数的方法称为拉脱法。系数的方法称为拉脱法。实验中我们用的是环状金属吊片实验中我们用的是环状金属吊片.L=L=（D D1 1+D D2 2）F=F=（D D1 1+D D2 2）吊片脱离液体表面瞬间前后的力的平衡方吊片脱离液体表面瞬间前后的力的平衡方程为程为 T1=W1+F+mg T2=W2+mg 第3页，本讲稿共13页拉脱前拉脱前拉脱后拉脱后T1T2mg(mg)W1W2F环状金属吊片环状金属吊片液膜液膜第4页，本讲稿共13页T T1 1、T T2 2为向上的作用力，为向上的作用力，W1 1、
3、W2 2为环状金属吊片为环状金属吊片所受重力和浮力之差，因为环状金属吊片在脱离所受重力和浮力之差，因为环状金属吊片在脱离液体表面前就已经离开了液体表面，液体表面前就已经离开了液体表面，W1W2。mg、（、（mg)为液膜所受的重力，为液膜所受的重力，mg（mg),T T1 1、T T2 2之差就是表面张力之差就是表面张力F F。表表面面张张力力系系数数的的值值和和液液体体的的种种类类、纯纯度度、温温度度以以及及液液体体上上方方的的气气体体成成分分有有关关。实实验验证证明明，液液体体的的温温度度越越高高，的的值值越越小小，液液体体所所含含杂杂质质越越多多，的的值值也也越越小小，对于上述条件都不变的
4、液体，对于上述条件都不变的液体，值是一个常数。值是一个常数。第5页，本讲稿共13页实验装置实验装置 采采用用硅硅压压阻阻式式力力敏敏传传感感器器来来测测量量液液体体和和环环状状金金属属吊吊片片之之间间的的表表面面张张力力，在在外外力作用下，输出的电压和外力成正比。力作用下，输出的电压和外力成正比。U=KF式中式中F F为外力，为外力，K为硅压阻式力敏传感为硅压阻式力敏传感器的灵敏度，单位是器的灵敏度，单位是V/N，U为传为传感器输出的电压值。感器输出的电压值。第6页，本讲稿共13页实验装置的结构见下图实验装置的结构见下图 1.调节螺丝调节螺丝.2.升降螺丝升降螺丝.3.玻璃器皿玻璃器皿.4.吊
5、环吊环.5.力敏传感器力敏传感器6.支架支架.7.固定螺丝固定螺丝.8.航空插头航空插头.9.底座底座.10.数字电压表数字电压表.11.调零旋纽调零旋纽 第7页，本讲稿共13页第8页，本讲稿共13页调零旋钮调零旋钮环状金属吊片环状金属吊片数字电压表数字电压表第9页，本讲稿共13页干湿温度计干湿温度计 实验中还必须测量实验中还必须测量实验室当时的温度。因实验室当时的温度。因此，实验室备有干湿温此，实验室备有干湿温度计，干湿温度计除了度计，干湿温度计除了可以用来测量室温以可以用来测量室温以外，还可以测量实验室外，还可以测量实验室的相对湿度。的相对湿度。干干温温度度计计第10页，本讲稿共13页实验
6、内容实验内容1.力敏传感器的定标力敏传感器的定标仪器预热仪器预热 挂上砝码盘，依次加上挂上砝码盘，依次加上0.500g、1.000g3.500g等质量等质量的砝码，记录的砝码，记录U作作U UF F 图，用图解法求出传感器的灵敏度图，用图解法求出传感器的灵敏度K K砝码质量砝码质量/g0.5001.0001.5002.0002.5003.0003.500电压电压/mV第11页，本讲稿共13页2.2.环状金属吊片的内外直径的测量和清洁环状金属吊片的内外直径的测量和清洁测量金属圆环的内外直径测量金属圆环的内外直径D D1 1、D D2 2（6 61010次取平均次取平均)清洗环状金属吊片和器皿清洗
7、环状金属吊片和器皿3.3.测定液体的表面张力系数测定液体的表面张力系数吊片的下沿和液面平行吊片的下沿和液面平行多次测量多次测量(5(5次次,每次测量的每次测量的U U1 1、U U2 2不相同不相同)D1/cmD2/cm每次测量后每次测量后,调节调零旋纽调节调零旋纽,使每次测量的使每次测量的U1、U2不相同不相同第12页，本讲稿共13页数据处理数据处理用图解法求出力敏传感器的灵敏度用图解法求出力敏传感器的灵敏度K求出内外半径的平均值求出内外半径的平均值根据根据5 5次测量的次测量的 计算计算1、2、3、4、5误差处理：计算表面张力系数的平均值和平均值的标准误差处理：计算表面张力系数的平均值和平均值的标准偏差偏差写出最后结果写出最后结果第13页，本讲稿共13页