測量乙醇表面張力實驗裝置

1. 乙醇的表面張力是什麼意思

表面張力，是液體表面層由於分子引力不均衡而產生的沿表面作用於任一界線上的張力。
表面張力是分子力的一種表現。它發生在液體和氣體接觸時的邊界部分。
乙醇的表面張力是指乙醇與空氣間的分子力
作為表面張力測試儀器的測試方法，通常有白金板法( Nouy method)\白金環法(Wilhelmy plate method)\懸滴法\滴體積法\最大氣泡壓法等.

2. 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。

(2)測量乙醇表面張力實驗裝置擴展閱讀：

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。

3. 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

4. 表面張力測試儀如何測量表面張力

表面張力的測量可以表面張力測試儀進行。這些儀器基於測量施加在位於液-氣或液-液界面處的探頭上的力。探針連接到非常敏感的天平，並且感興趣的液體界面與探針接觸。當探針與液體表面相互作用時，通過天平測得的力可用於計算表面張力，取決於以下因素：探針的尺寸和形狀，探針與液體之間的接觸角以及液體的表面張力，探頭的大小和形狀易於控制，探針通常由鉑製成，這有助於確保探針與要研究的液體之間的接觸角為零。通常使用兩種配置的探針。

杜努伊環法

該方法利用鉑環作為探針。通過移動放置液體容器的平台，將環浸沒在界面下方。浸入後，平台高度逐漸降低，環最終通過界面拉出並帶來彎月形的液體。如果將容器進一步降低，則彎液面最終會從環上撕下。在此事件之前，彎液面的體積（以及所施加的力）會通過最大值，並在實際撕裂事件之前開始下降。

表面張力的計算基於最大力的測量。環的浸入深度和環在經歷最大拉力時升起的高度與該技術無關。原始計算基於具有無限直徑（或金屬絲）的環，並且未考慮由於環的一側與另一側接近而被拉起的多餘液體。由於表面張力而是毛細作用力，位於環正下方的部分流體不在此處。但是，這種液體會影響天平給出的力讀數，從而使測得的表面張力值增加約7％。如今，全自動張力測定儀通常會使用校正因子來減去和說明這種多餘的液體。

威廉平板法

該方法利用粗糙的鉑金板作為探針。該技術的計算基於與液體接觸的完全潤濕的板的周長。在這種方法中，探頭相對於表面的位置很重要。當液體表面與探針接觸時，儀器將通過記錄探針上的力變化來檢測確切的接觸時刻。因此，該位置將被標記為「零浸入深度」。然後將板浸入低於該值的設定深度（通常在界面處幾毫米）。當板稍後返回到浸入深度為零時，將記錄力。影響威廉米懸片的力可以寫成F= γlPcosθ,其中γl是液體的表面張力，P是板的周長（P = 2w + 2t），θ是板與液體之間的接觸角。如假定完全潤濕，接觸角是0和COSθ= 1。然後，表面張力可被計算為γl = F/P 的威廉平板法測量也可在所謂的靜態或連續模式，其中威廉米懸片保持在完成在整個測量周期中都與液體接觸。

鉑金棒

上述兩種方法都需要使用相對大量的液體（通常大於10毫升）以確保探針完全潤濕。可以使用較小直徑的樣品容器來減少所需的總體積。但是，有一個限制。當樣品容器和探頭的邊緣太近時，液體和容器邊緣之間形成的彎液面會影響平衡。為避免此問題，用戶必須在探頭和樣品容器側壁之間留出足夠的空間，大約2毫米左右。

與這些技術中的任何一種一樣，測量的精確度受測量探針幾何形狀的精確度的影響。鉑棒的測量精度可能會小於杜努伊環法或威廉平板法，這會導致表面/界面張力結果的誤差更大。因此，僅在樣品量有限的情況下才建議使用鉑棒法。該方法和計算基於與威廉平板法相同的原理。
回復者：華天電力

5. 乙醇的表面張力是多少

乙醇表面張力是為22.32×10-3 N·m-1

6. 測定乙醇溶液的表面張力時,為什麼要測定水的壓力差

這個實驗做了太長時間了，忘了都。我記得好像是這樣的，不一定正確
水的表面張力在一定溫度下是一個定值，起到參比作用。假設壓差和表面張力成正比（不一定，應該有特定公式），那麼乙醇溶液與水的壓差比就應該等於溶液與水的張力比，從而可以測得表面張力。

7. 為了測定乙醇的結構式，利用乙醇和鈉的反應，設計如圖1裝置進行實驗，在燒瓶中放入足量的鈉，從分液漏斗

（1）檢查氣密性，首先形成液封，即先關閉分液漏斗活塞，把導管插入液面下，然後手捂燒瓶，使裝置內外壓強不同，則看到有氣泡冒出，松開手會看到導管液面上升，即證明氣密性良，
故答案為：連接好裝置，關閉分液漏斗的活塞，將右側導管插入水槽，微熱燒瓶，右側導管若有氣泡冒出，冷卻後形成一段水柱，且一段時間內水柱不變化，證明裝置氣密性良好．
（2）原來裝置中有空氣，但反應後裝置中仍有氫氣，故排出的氣體的體積即為氫氣的體積，故答案為：不正確；
（3）如果實驗開始前b導管內充滿水，則量筒中排出的水的體積即為氫氣的體積；而當導管中未充滿水時，排到量筒中的水的體積偏小，則導致實驗結果偏小，故答案為：偏小；
（4）1.15gC₂H₆O的物質的量n=

8. 測定乙醇水溶液表面張力時,為何無需清洗毛細管和測量管

這是因為乙醇容易揮發，所以無需清洗

9. 最大泡壓法測定乙醇表面張力時為何宜從稀到濃測定

先裝了稀溶液的容器，不需要洗得非常干凈，再裝濃溶液時，殘留液對濃溶液的濃度影響不大。
如果先濃後稀，殘留液對稀溶液濃度影響很大。