① 液體表面張力系數的測量實驗報告
這是個關於表面張力系數的問題,這類問題應該理想化(『理想情況下』):設水珠為球體,半徑為rcm,重力加速度g=10n/kg,水的密度為1g/cm^3,圓周率為a則球體體積V=4/3*a*r^3,重量G=4/3*a*r^3*1*10^(-3)*10題干中應為0攝氏度,此時水與空氣的表面張力系數為75.60*10^(-3)n/m水珠所受張力F=2*a*r*10^(-2)*75.60*10^(-3)當水珠落下的一瞬間,G=F,可得r=0.238cm,即d=0.476cm
② 液體表面張力的試驗舉例
液體的表面張力是表徵液體性質的一個重要參數.測量液體的表面張力系數有多種方法,拉脫法是測量液體表面張力系數常用的方法之一.該方法的特點是,用秤量儀器直接測量液體的表面張力,測量方法直觀,概念清楚.用拉脫法測量液體表面張力,對測量力的儀器要求較高,由於用拉脫法測量液體表面的張力約在1×10-3~1×10-2 N之間,因此需要有一種量程范圍較小,靈敏度高,且穩定性好的測量力的儀器.新發展的硅壓阻式力敏感測器張力測定儀正好能滿足測量液體表面張力的需要,它比傳統的焦利秤、扭秤等靈敏度高,穩定性好,且可數字信號顯示,利於計算機實時測量,為了能對各類液體的表面張力系數的不同有深刻的理解,在對水進行測量以後,再對不同濃度的酒精溶液進行測量,這樣可以明顯觀察到表面張力系數隨液體濃度的變化而變化的現象,從而對這個概念加深理解。
[實驗目的]
1.用拉脫法測量室溫下液體的表面張力系數
2.學習力敏感測器的定標方法
[實驗原理]
測量一個已知周長的金屬片從待測液體表面脫離時需要的力,求得該液體表面張力系數的實驗方法稱為拉脫法.若金屬片為環狀吊片時,考慮一級近似,可以認為脫離力為表面張力系數乘上脫離表面的周長,即
F=α·π(D1十D2 ) (1)
式中,F為脫離力,D1,D2分別為圓環的外徑和內徑,α為液體的表面張力系數.
硅壓阻式力敏感測器由彈性梁和貼在樑上的感測器晶元組成,其中晶元由四個硅擴散電阻集成一個非平衡電橋,當外界壓力作用於金屬梁時,在壓力作用下,電橋失去平衡,此時將有電壓信號輸出,輸出電壓大小與所加外力成正此,即
△U=KF (2)
式中,F為外力的大小,K為硅壓阻式力敏感測器的靈敏度,△U為感測器輸出電壓的大小。
[實驗裝置]
圖14-1為實驗裝置圖,其中,液體表面張力測定儀包括硅擴散電阻非平衡電橋的電源和測量電橋失去平衡時輸出電壓大小的數字電壓表.其他裝置包括鐵架台,微調升降台,裝有力敏感測器的固定桿,盛液體的玻璃皿和圓環形吊片,實驗證明,當環的直徑在3cm附近而液體和金屬環接觸的接觸角近似為零時.運用公式(1)測量各種液體的表面張力系數的結果較為正確。
圖14-1 液體表面張力測定裝置
[實驗內容]
一、必做部分
1、 力敏感測器的定標
每個力敏感測器的靈敏度都有所不同,在實驗前,應先將其定標,步驟如下:打開儀器地電源開關,將儀器預熱。(2)在感測器梁端頭小鉤中,掛上砝碼盤,調節電子組合儀上的補償電壓旋鈕,使數字電壓表顯示為零。(3)在砝碼盤上分別如0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g、3.0g等質量的砝碼,記錄相應這些砝碼力F作用下,數字電壓表的讀數值U.(4)用最小二乘法作直線擬合,求出感測器靈敏度K.
2、 環的測量與清潔
(1)用游標卡尺測量金屬圓環的外徑D1和內徑D2 (關於游標卡尺的使用方法請閱實驗1)
(2)環的表面狀況與測量結果有很大的關系,實驗前應將金屬環狀吊片在NaOH溶液中浸泡20-30秒,然後用凈水洗凈。
3、液體的表面張力系數
(1)將金屬環狀吊片掛在感測器的小鉤上,調節升降台,將液體升至靠近環片的下沿,觀察環狀吊片下沿與待測液面是否平行,如果不平行,將金屬環狀片取下後,調節吊片上的細絲,使吊片與待測液面平行。
(2)調節容器下的升降台,使其漸漸上升,將環片的下沿部分全部浸沒於待測液體,然後反向調節升降台,使液面逐漸下降,這時,金屬環片和液面間形成一環形液膜,繼續下降液面,測出環形液膜即將拉斷前一瞬間數字電壓表讀數值U1和液膜拉斷後一瞬間數字電壓表讀數值U2。
△U=U1-U2
(3)將實驗數據代人公式(2)和(1),求出液體的表面張力系數,並與標准值進行比較。
二、選做部分
測出其他待測液體,如酒精、乙醚、丙酮等在不同濃泄勁時的表面張力系數
三、實驗數據和記錄
1、感測器靈敏度的測量
表14-1 砝碼/g 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 電壓/mV 經最小二乘法擬合得K=_______mV/N,擬合的線性相關系數r=__________
2、水的表面張力系數的測量
金屬環外徑D1=_________cm,內徑D2=_______ cm, 水的溫度:θ=________τ.
表14-2 編號 U1/mV U2/mV △U/mV F/N α/N·mˉ1 ; 平均值:α =_______N/m
附:水的表面張力系數的標准值: 水溫t/℃ 10 15 20 25 30 α/N.m-1 0.074 22 0.073 22 0.072 25 0.071 79 0.071 18
③ 有沒有物理高手可以教教我「液體表面張力方向與液面相切」這個「液面」到底指的是什麼啊
「液體表面張力方向與液面相切」這個「液面」,指的就是液體與空氣接觸的那個面,通常我們叫液體表面。如果是水,那就是指水面。如果是水銀那就是指水銀表面。如果液體是盛在容器里,那這個面就在上面,如果是某個平面上的一滴液體,那這個面就是除了底面以外剩下的那些露在空氣中的部分,當然如果懸空,那它的所有表面就都是所指的液體表面了。
「表面張力的方向和液面相切,並和兩部分的分界線垂直」這個「兩部分」、「分界線」又是什麼意思啊?。那先要理解表面張力。
關於表面張力:
液體表面是有收縮趨勢的。一滴水銀滴在玻璃上;一滴滴在表面有油漆的紙或布上的水,再比如草葉上、荷葉上的水珠,他們都是扁球形對吧?如果這一點你認可就好辦了。他們之所以呈這種扁球形地聚攏在一起而沒有平攤開,就是因為他們的表面有一個膜,好比一個氣球包著他們一樣,這完全可以理解,不包著,就散開,沒散開就包著嘍,對吧?
這個液體表面,我們暫且管他叫液體表面膜,比如露珠,它的表面膜,也是水,它包著內部的水。表面的水和內部的水分子間的情形不一樣了,不一樣的原因是它與空氣接觸,有分子擴散到空氣中,使它的分子密度變小,這樣分子間距離就變大,分子間的力就呈引力,就跟氣球被吹鼓後氣球的膜分子間的情形相似。
吹鼓的氣球有收縮趨勢對吧?氣往外推氣球,氣球往裡壓氣體,就有收縮趨勢嘛!
在液體表面的這個曲面上用刀切一下,就是劃一條線。能想像出來吧?這一條線,就把液面分成了兩個部分,好比在蒸好的發糕表面切一刀一樣,發糕就成了兩部分了。這樣你說的「分界線」和「兩部分」就出來了,對吧?
液體的這兩部分之間,就有互相拉伸的力,對吧?都往自己那面拉。正是這個力,使液體表面收縮嘛!
在你劃的那條線上任意找一點,那這兩個部分在此點的作用情形是什麼?也是互相拉嘛!就跟拉繩子的時候,繩子上的一點處,兩部分的繩子相互拉,一樣。
在液面上的這條線上的這個點處,兩面各自往自己的方向拉,這個拉力的方向,就是面在這一點的切線方向,就跟你剛才劃的那條線垂直。那兩部分中,一部分拉另一部分的力,就叫張力,當然另一部分也在拉這一部分,也是張力,和上面說的那個是作用力與反作用力。因為是液體表面兩部分的相互作用力,就叫液體表面張力。這個張力的方向與分界線垂直——任一點都垂直,與液體表面相切——在任一點都相切。
希望能幫到你。
④ 液體表面張力指數測定用到的實驗技術
液體表面張力指數測定用到的實驗技術
這是個關於表面張力系數的問題,這類問題應該理想化(『理想情況下』):
設水珠為球體,半徑為r cm,重力加速度g=10 n/kg,水的密度為1 g/cm^3,圓周率為a
則
球體體積 V=4/3*a*r^3,重量G=4/3*a*r^3*1*10^(-3)*10
題干中應為0攝氏度,此時水與空氣的表面張力系數為75.60*10^(-3) n/m
水珠所受張力F=2*a*r*10^(-2)*75.60*10^(-3)
當水珠落下的一瞬間,G=F,可得r=0.238cm,即d=0.476cm
⑤ 大學物理實驗液體表面張力系數的測定
若兩臂不水平 壓力計會出現高度差 也就是整個裝置內一開始壓力就不相等 影響結果 會使實驗結果偏高
⑥ 急求大學物理實驗「液體表面張力系數測定儀」的實驗報告!
「液體表面張力系數測定儀」實驗報告如下:
一、【實驗目的】
(1) 掌握力敏感測器的原理和方法。
(2)了解液體表面的性質,測定液體表面張力系數。
二、【實驗原理】
液體具有盡量縮小其表面的趨勢,好像液體表面是一張拉緊了的橡皮膜一樣。這種沿著表面的、收縮液面的力稱之為表面張力。
測量表面張力系數的常用方法:拉脫法、毛細管升高法和液滴測重法等,此試驗中採用了拉脫法。
假如在液體中浸入一塊薄鋼片,則鋼片表面附近的液面將高於其它處,如圖1所示。
(6)液體表面張力系數的實驗裝置示意圖擴展閱讀:
實驗所需要的器材有:DH4607型液體表面張力系數測定儀;力敏感測器;0.0005kg砝碼(7個) ;鑷子;砝碼盤;圓形吊環;玻璃皿。
實驗採用的拉脫法是直接測定法,通常採用物體的彈性形變(伸長或扭轉)來量度力的大小。
液體表面層內的分子所處的環境跟液體內部的分子不同。液體內部的每一個分子四周都被同類的其他分子所包圍,他所受到的周圍分子合力為零。
由於液體上方的氣象層的分子很少,表層內每一個分子受到的向上的引力比向下的引力小,合力不為零。
這個力垂直於液面並指向液體內部。所以分子有從液面擠入液體內部的傾向,並使得液體表面自然收縮,直到處於動態平衡。
⑦ 拉脫法測液體表面張力系數的實驗報告數據處理
測量一個已知周長的金屬片從待測液體表面脫離時需要的力,求得該液體表面張力系數的實驗方法,若金屬片為環狀吊片時,考慮一級近似,可以認為脫離力為表面張力系數乘上脫離表面的周長,即 F=α·π(D1十D2。
學會運用Matlab求連續時間信號的傅里葉變換,學會運用Matlab畫連續時間信號的頻譜圖,學會運用Matlab分析連續時間信號的傅里葉變換的性質。
(7)液體表面張力系數的實驗裝置示意圖擴展閱讀:
注意事項:
1、表面張力是分子力的一種宏觀表現,在內聚力的作用下,表面層液體分子的移動總是盡量地使表面積減小。
2、在液體表面形成一層彈性薄膜,表面層里的分子比液體內部稀疏,分子間的距離比液體內部大一些,分子間的相互作用表現為引力。
3、至於記錄拉脫瞬間的伸長量,就是記錄拉脫瞬間的力的大小,然後用這個力除以用來做試驗的平板的面積,就是需要的表面張力系數。
⑧ 液體表面張力測量原理
測量一個已知周長的金屬片從待測液體表面脫離時需要的力,求得該液體表面張力系數的實驗方法稱為拉脫法.若金屬片為環狀吊片時,考慮一級近似,可以認為脫離力為表面張力系數乘上脫離表面的周長,即
F=α·π(D1十D2 ) (1)
式中,F為脫離力,D1,D2分別為圓環的外徑和內徑,α為液體的表面張力系數.
硅壓阻式力敏感測器由彈性梁和貼在樑上的感測器晶元組成,其中晶元由四個硅擴散電阻集成一個非平衡電橋,當外界壓力作用於金屬梁時,在壓力作用下,電橋失去平衡,此時將有電壓信號輸出,輸出電壓大小與所加外力成正此,即
△U=KF (2)
式中,F為外力的大小,K為硅壓阻式力敏感測器的靈敏度,△U為感測器輸出電壓的大小。
⑨ 液體表面張力系數的測定哪幾個步驟
促使液體表面收縮的力叫做表面張力。即液體表面相鄰兩部分之間,單位長度內互相牽引的力。如液面被長度為L的直線分成兩部分,這兩部分之間的相互拉力F是垂直於直線L,並與表面相切