液体表面张力的测定实验课件.ppt

1、2022-10-13液体表面张力系数的测定一、表面张力现象与形成条件一、表面张力现象与形成条件为什么水面上的小昆虫能在水面上行走，而不会沉入水中？2022-10-13大珠小珠落玉盘大珠小珠落玉盘二、表面张力的定性解释二、表面张力的定性解释 分子间既有引力作用分子间既有引力作用 又有斥力作用又有斥力作用fod 0rRr斥力引力 液体表面张力产生的原因是 液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层。2022-10-13 表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，具有收缩趋势，所受合外力指向液体内部，因此有向液体内部运动的趋势，就是表面张力产生的原因。

2、2022-10-13 如果液面是水平的，则表面张力f也是水平的。当平衡时，沿周界的表面张力互相抵消。此时液体表面内外压相等，而且等于表面上的外压力P0。2022-10-13如果液面是弯曲的，则沿AB周界面上的表面张力f不是水平的。当平衡时，表面张力将有一合力。当液面为凸形时，合力指向液体内部。表面内部的液体分子所受压力必大于外部压力。2022-10-13 当液面为凹形时，合力指向液体外部。液体内部的压力将小于外面的压力。2022-10-13影响表面张力的因素 温度 杂质含量三、实验测量方法:拉脱法 毛细管升高法 液滴测重法 我们的实验采用第一种实验方法。装置示意图如下：拉脱法1、基本原理 膜拉

3、脱时的最大力2、要解决的技术问题 微小变力的测量方法微小变力的测量方法3、微小变力的、微小变力的测量方法 非电量电测，通过物理效应将非电学量转换为电学量进行测量。在本实验中利用压电效应将力转换为电压进行测量。2022-10-131）.标定力传感器灵敏度(求斜率)；U为测量电压，F是拉力，B是灵敏度2)测量水的表面张力系数 D2吊环外径;D1吊环内径;U1吊环脱离水面前电压极大值；U2吊环脱离水面后电压稳定值；ABFU1212()UUDD B 四、实验仪器：2022-10-13电压表五、实验步骤：1.定标的实验步骤：调节仪器水平 调传感器高度和位置，注意其水平。挂上挂环后，调节传感器高度、方位、

4、长度，让其处于升降台的中央；在测量过程中不能变动。挂上砝码托盘,打开电压表电源，将起始读数调在10.0-50.0mV之间。加砝码，稳定后读电压表示数（加、减砝码各测一次）。2.测量水的表面张力的实验步骤：挂上吊环，注意挂环水平；以顺时针转动升降台使液面上升至环下沿部分没入液体中；改为逆时针转动升降台使液面下降；试测，若数据问题即可开始实验数据记录；观察环浸入液体中及从液体中拉起时的电压表最大读数 和拉断稳定后的读数 并记录在表格中。2022-10-131U2U操作注意事项1.挂上砝码托盘后，电压表起始读数调在10.0-50.0mV之间；2.挂上吊环时要用力较轻，以免损坏传感器挂钩；3.调节传感

5、器水平、高度和长短并在整个实验中保持不变。同时，挂钩位置也不变；4.取放砝码必须用镊子不能用手直接拿；5.仔细检查吊环水平，在旋转升降台时，尽量使液体的波动要小；6.工作室不宜风力较大，以免吊环摆动致使零点波动，所测系数不正确；7.完成实验后，将水盘中的水倒掉并擦拭干净；关掉电源，摆放整齐。1.力敏传感器定标 g=9.794 m/s2砝码6个，每个质量0.500g，注意力的单位和数量级六、数据处理六、数据处理砝码个数砝码个数 123456力U+U-电压（mV，平均值）2022-10-13利用图解法求解B（参考值B=3.00V/N）说明：1.横坐标是力，纵坐标为电压。注意标度、单位和数量级；2.

6、连线时必须连直线；3.取点，取相距较远的两个非测量点并读出其值；4.计算出传感器的灵敏度。B应该取几位？数据处理举例(注意单位、有效数字、数量级3.013）一、力敏传感器定标 g=9.794 m/s2砝码个数砝码个数123456电压 mV，U1U2U3U4U5U6平均值9.624.639.354.068.683.52022-10-131、逐差法求灵敏度B U4 U1=44.4 U5-U2=44.0 U6-U3=44.2 2、平均法求B列出6个方程前三个方程相加有 73.5=3.00gB +3A (1)后三个方程相加有 206.1=7.50 gB +3A (2)所以，算出表面张力系数2.计算表面

7、张力系数 计算公式1212()UUDD B测定次数 1 2 3 4 5 6 U1（mV）U2 (mV)U1-U2 关于有效数字关于有效数字 20元=20.00元?数字仪表显示 20mV=20.0 mV?20mV=19.5-20.4 mV （范围）20.0 mV=19.95-20.04 mV（范围）二者意义不一样。计算时，中间结果的有效位数不能少于直接计算时，中间结果的有效位数不能少于直接测量数据的有效位数。测量数据的有效位数。2022-10-132022-10-132022-10-13思考与习题：1、实验中用了什么方式测力？其基本原理是什么？2、水的表面张力系数与哪些因素有关？3、拉脱装置采用圆环相比其它形状有什么好处？4、拉脱装置若不干净，测量数据有什么变化？5、怎么判断测量中液面深度不一致对测量结果的影响？6、怎么判断测量中拉脱装置圆环水平？7、表面张力系数系数测量除拉脱法，还可以用什么方法