《(完整版)液体表面张力系数的测定实验报告.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(完整版)液体表面张力系数的测定实验报告.pdf（5页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、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
2、金属片脱离液体前，受力平衡条件为mgfF（1）而)(2dlf（ 2）则)(2dlmgF（3）若用金属环替代金属片，则（3）式变为精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - - )(21ddmgF（4）式中 d1，d2 为圆环的内外直径。若用补偿法消除mg 的影响，即mgFf则（ 4）式可写为)(21ddf（5）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
3、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
4、差，共测五次。6 将 M 在质量标准曲线上查得水作用在金属环上的表面张力mgf，按式（ 5）计算出水的表面张力系数。五 数据记录及处理1 金属环的直径外径：mmd)001.0670.19(1内径：mmd)001.0470.18(1精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 2 绘制质量标准曲线数据见下表020040060080010000102030405060708090 B刻度盘示数/mn/m砝码 质量m/mg质量标准曲线由图可以看出，质
5、量标准曲线为一直线，因此M 与 m 成线性关系，可在直线上取两个点（400，339） ， （900，761）或由最小二乘法拟合该曲线方程为4.0084.0mM（6）3 测量 M ，数据见下表测量次数1 2 3 4 5 平均M /mn.m-175.0 76.1 76.3 75.8 76.0 75.84 根据上表：mnM84.7550 .768.753 .761.760.75A 类不确定度分量2 .0)1()(2nnMMSiiMB 类不确定度分量03.03仪u合成不确定度2.022uSM所以mnM)2.08.75(（7）加砝码质量 /mg 100 300 500 700 1000 刻度盘读数 /m
6、n 8.6 26.3 42.6 58.5 85.0 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 将（ 7）代入（ 6）可得mgm4.893m 的传播不确定度为mgxMiim0. 5)(22mgm)5893(4 计算水的表面张力系数将 d1，d2，m 代入表面张力系数公式13211003.73)(mNddf其传播不确定度为132222221041. 0)()()(mNdmxMdmii在温度为 19.4时，实验测得的水的表面张力系数为1310)4
7、.00 .73(mN同温度下水的标准张力系数为131089.72mN标相对误差为%19.0%100标标B六 实验结果及讨论通过实验， 比较精确的测量了纯净水与空气接触的时候的表面张力系数，在实验误差允许的范围内，得到了比较准确的结果。误差可能出现的原因有以下几种可能：1 测量金属环本身不是太平，在拉破水膜的时候有误差存在。2 读数时候的视觉误差，即人为的误差，尽可能的避免。3 操作时候的误差，也应尽量避免。4 环境造成的误差，人在走动时，或桌子的振动等。七 注意事项1注意保护仪器，钢丝的扭矩不能超过360 度。2调整调零旋扭时注意吊杆臂上升的方向。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 3在测量表面张力系数时注意时刻保持三线重合，直到水膜被拉破。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - - -