Ⅰ 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。
Ⅱ 如何測液體的表面張力
液體表面張力系數的測定
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．近年來，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：打開儀器的電源開關，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
A/N.m-1
1
2
3
4
5
平均值： =_______N/m
附：水的表面張力系數的標准值：
A/N.m--1
0.074 22
0.073 22
0.072 75
0.071 97
0.071 18
水的溫度t/C
10
15
20
25
30
Ⅲ 測量液體表面張力系數實驗原理是什麼啊
用硅壓阻力敏感測器測定液體表面張力系數一．實驗目的1．了解液體表面張力的性質，掌握拉脫法測定液體表面張力的原理。2．學習硅壓阻力敏感測器的物理原理，測定水等液體的表面張力系數。二．實驗儀器圖1 表面張力系數測氏兄定儀WBM-1A型液體表面張力測定儀、游標卡尺三．實驗原理表面張力是分子力的一種表現，它發生在液體和氣體接觸的邊界部分，是由表面層的液體分子處於特殊情況決定的。液體內部的分子和分子之間幾乎是緊挨著的，分子間經常保持平衡距離，稍遠一些就相吸，稍近一些就相斥，這就決定了液體分子不像氣體分子那樣可以無限擴散，而只能在平衡位置附近振動和旋轉。在液體表面附近的分子，由於上層空間氣相分子對它的吸引力小於內部液相分子對它的吸引力，所以該分子所受合力不等於零，其合力方向垂直指向液體內部，這種收縮力稱為表面張力。表面層分子間的斥力隨它們彼此間的距離增大而減小，在這個特殊層中分子間的引力作用占優勢。如果在液體表面上任意劃一條分界線MN把液面分成a、b兩部分(如圖2所示)，f表示a部分表面層中的分子對b部分的吸引力，f´表示右部分表面層中的分子對a部分的吸引力，這兩部分的力一定大小相等、方向相反。這種表殲陸襲面層中任何兩部分間的相互牽引力，促使了液體表面層具有收縮的趨勢。由於表面張力的作用，液體表面總是趨向於盡可能縮小，因此空氣中的小液滴往往呈圓球形狀。圖2 液體表面張力示意圖表面張力的方向和液面相切，並和兩部分的分界線垂直，如果液面是平面，表面張力就在這個平面上。如果液面是曲面，表面張力就在這個曲面的切面上。表面張力是物質的特性，其大小與溫度和界面的性質有關。表面張力f的大小跟分界線MN的長度L成正比，可寫成f = αL （1）系數α叫做表面張力系數，它的單位是「N/m」。在數值上表面張力系數就等於液體表面相鄰兩部分間單位長度的相互牽引力，表面張力系數與液體的溫度和純度等有關，與液面大小無關。液體溫度升高，α減小，純凈的液體混入微量雜質後，α明顯減小。圖3 拉脫過程受力分析普通物理實驗中測量表面張力的常用方法有拉脫法、毛細管法和最大泡壓法等。這里我們採用拉脫法，用硅壓阻力敏感測器測量液體的表面張力。具體測量方法是把一個表面清潔的鋁合金圓環吊掛在力敏感測器的拉鉤上，升高升降台使鋁合金圓環垂直浸入液體中，降低升降台，液面下降，當吊環底面與液面平齊或略高時，由於液體表面張力的作用，吊環的內、外壁會帶起一部分液體，如圖3所示。平衡時吊環重力mg、向上拉力F與液體表面張力f滿足F=mg+fcosφ （2）吊環臨界脫離液體時，φ=0，即cosφ=1，則平衡條件近似為f=F-mg=α(D1+D2)π （3）式中D1、D2分別為悉戚吊環的內徑和外徑，液體表面的張力系數為α=(F-mg)/π(D1+D2) （4）實驗需測出F、mg及D1和D2。利用力敏感測器測力，首先進行硅壓阻力敏感測器定標，求得感測器靈敏度B (mV/N)，再測出吊環在即將拉脫液面時(F=mg+f)電壓表讀數U1，記錄拉脫後(F=mg)數字電壓表的讀數U2，代入式(3)得α=(U1+U2)/Bπ(D1+D2)。 （5）四．實驗步驟1. 實驗准備開機預熱15分鍾，清洗玻璃器皿和吊環；用游標卡尺分別測量吊環的內外直徑D1和D2。2．硅壓阻力敏感測器定標（1）將砝碼盤掛在力敏感測器的鉤上，選擇「200 mV」檔位對感測器調零定標。（2）每次將1 g（1個）的砝碼放入砝碼盤內，分別記錄下數字電壓表的讀數，直至加到7 g為止，將數據記錄於表1中（待電壓表輸出基本穩定後再讀數）。3．測定表面張力在玻璃器皿內放入待測的水並安放在升降台上，將金屬吊環掛在力敏感測器的鉤上，吊環應保持水平，順時針緩慢轉動升降台使液面上升，當吊環下沿部分全部浸入液體內時，改為逆時針緩慢轉動升降台使液面下降，觀察環浸入液體中及從液體中拉起時的物理過程和現象，特別注意吊環即將拉斷液面前一瞬間電壓表讀數值由大變小的原因，並記錄下這兩個數值，重復上述測量過程5次，應的U1和U2記錄於表2中。五．注意事項（1）力敏感測器使用時用力不宜大於30 g，否則損壞感測器，砝碼應輕拿輕放。（2 器皿和吊環經過潔凈處理後，不能再用手接觸，亦不能用手觸及液體。（3）吊環保持水平，緩慢旋轉升降台，避免水晃動，准確讀取U1和U2。（4）實驗結束後擦乾、包好吊環。六．實驗數據表1 力敏感測器定標砝碼質量/g1234567輸出電壓/mV根據定標公式U=B*mg，用最小二乘法確定儀器的靈敏度B， g=9.80 m/s2。表2 測定水的表面張力系數次數U1/mVU2/mVΔ(U1-U2)/mVα/(×10-3N/m)12345內徑D1/mm外經D2/mm七．思考題（1）還可以採用哪些方法對力敏感測器靈敏度B的實驗數據進行處理？（2）分析吊環即將拉斷液面前的一瞬間電壓表讀數值由大變小的原因？（3）對實驗的系統誤差和隨機誤差進行分析，提出減小誤差改進實驗的方法措施？