① 液体表面张力系数的测量实验报告
这是个关于表面张力系数的问题,这类问题应该理想化(‘理想情况下’):设水珠为球体,半径为rcm,重力加速度g=10n/kg,水的密度为1g/cm^3,圆周率为a则球体体积V=4/3*a*r^3,重量G=4/3*a*r^3*1*10^(-3)*10题干中应为0摄氏度,此时水与空气的表面张力系数为75.60*10^(-3)n/m水珠所受张力F=2*a*r*10^(-2)*75.60*10^(-3)当水珠落下的一瞬间,G=F,可得r=0.238cm,即d=0.476cm
② 液体表面张力的试验举例
液体的表面张力是表征液体性质的一个重要参数.测量液体的表面张力系数有多种方法,拉脱法是测量液体表面张力系数常用的方法之一.该方法的特点是,用秤量仪器直接测量液体的表面张力,测量方法直观,概念清楚.用拉脱法测量液体表面张力,对测量力的仪器要求较高,由于用拉脱法测量液体表面的张力约在1×10-3~1×10-2 N之间,因此需要有一种量程范围较小,灵敏度高,且稳定性好的测量力的仪器.新发展的硅压阻式力敏传感器张力测定仪正好能满足测量液体表面张力的需要,它比传统的焦利秤、扭秤等灵敏度高,稳定性好,且可数字信号显示,利于计算机实时测量,为了能对各类液体的表面张力系数的不同有深刻的理解,在对水进行测量以后,再对不同浓度的酒精溶液进行测量,这样可以明显观察到表面张力系数随液体浓度的变化而变化的现象,从而对这个概念加深理解。
[实验目的]
1.用拉脱法测量室温下液体的表面张力系数
2.学习力敏传感器的定标方法
[实验原理]
测量一个已知周长的金属片从待测液体表面脱离时需要的力,求得该液体表面张力系数的实验方法称为拉脱法.若金属片为环状吊片时,考虑一级近似,可以认为脱离力为表面张力系数乘上脱离表面的周长,即
F=α·π(D1十D2 ) (1)
式中,F为脱离力,D1,D2分别为圆环的外径和内径,α为液体的表面张力系数.
硅压阻式力敏传感器由弹性梁和贴在梁上的传感器芯片组成,其中芯片由四个硅扩散电阻集成一个非平衡电桥,当外界压力作用于金属梁时,在压力作用下,电桥失去平衡,此时将有电压信号输出,输出电压大小与所加外力成正此,即
△U=KF (2)
式中,F为外力的大小,K为硅压阻式力敏传感器的灵敏度,△U为传感器输出电压的大小。
[实验装置]
图14-1为实验装置图,其中,液体表面张力测定仪包括硅扩散电阻非平衡电桥的电源和测量电桥失去平衡时输出电压大小的数字电压表.其他装置包括铁架台,微调升降台,装有力敏传感器的固定杆,盛液体的玻璃皿和圆环形吊片,实验证明,当环的直径在3cm附近而液体和金属环接触的接触角近似为零时.运用公式(1)测量各种液体的表面张力系数的结果较为正确。
图14-1 液体表面张力测定装置
[实验内容]
一、必做部分
1、 力敏传感器的定标
每个力敏传感器的灵敏度都有所不同,在实验前,应先将其定标,步骤如下:打开仪器地电源开关,将仪器预热。(2)在传感器梁端头小钩中,挂上砝码盘,调节电子组合仪上的补偿电压旋钮,使数字电压表显示为零。(3)在砝码盘上分别如0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g、3.0g等质量的砝码,记录相应这些砝码力F作用下,数字电压表的读数值U.(4)用最小二乘法作直线拟合,求出传感器灵敏度K.
2、 环的测量与清洁
(1)用游标卡尺测量金属圆环的外径D1和内径D2 (关于游标卡尺的使用方法请阅实验1)
(2)环的表面状况与测量结果有很大的关系,实验前应将金属环状吊片在NaOH溶液中浸泡20-30秒,然后用净水洗净。
3、液体的表面张力系数
(1)将金属环状吊片挂在传感器的小钩上,调节升降台,将液体升至靠近环片的下沿,观察环状吊片下沿与待测液面是否平行,如果不平行,将金属环状片取下后,调节吊片上的细丝,使吊片与待测液面平行。
(2)调节容器下的升降台,使其渐渐上升,将环片的下沿部分全部浸没于待测液体,然后反向调节升降台,使液面逐渐下降,这时,金属环片和液面间形成一环形液膜,继续下降液面,测出环形液膜即将拉断前一瞬间数字电压表读数值U1和液膜拉断后一瞬间数字电压表读数值U2。
△U=U1-U2
(3)将实验数据代人公式(2)和(1),求出液体的表面张力系数,并与标准值进行比较。
二、选做部分
测出其他待测液体,如酒精、乙醚、丙酮等在不同浓泄劲时的表面张力系数
三、实验数据和记录
1、传感器灵敏度的测量
表14-1 砝码/g 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 电压/mV 经最小二乘法拟合得K=_______mV/N,拟合的线性相关系数r=__________
2、水的表面张力系数的测量
金属环外径D1=_________cm,内径D2=_______ cm, 水的温度:θ=________τ.
表14-2 编号 U1/mV U2/mV △U/mV F/N α/N·mˉ1 ; 平均值:α =_______N/m
附:水的表面张力系数的标准值: 水温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 有没有物理高手可以教教我“液体表面张力方向与液面相切”这个“液面”到底指的是什么啊
“液体表面张力方向与液面相切”这个“液面”,指的就是液体与空气接触的那个面,通常我们叫液体表面。如果是水,那就是指水面。如果是水银那就是指水银表面。如果液体是盛在容器里,那这个面就在上面,如果是某个平面上的一滴液体,那这个面就是除了底面以外剩下的那些露在空气中的部分,当然如果悬空,那它的所有表面就都是所指的液体表面了。
“表面张力的方向和液面相切,并和两部分的分界线垂直”这个“两部分”、“分界线”又是什么意思啊?。那先要理解表面张力。
关于表面张力:
液体表面是有收缩趋势的。一滴水银滴在玻璃上;一滴滴在表面有油漆的纸或布上的水,再比如草叶上、荷叶上的水珠,他们都是扁球形对吧?如果这一点你认可就好办了。他们之所以呈这种扁球形地聚拢在一起而没有平摊开,就是因为他们的表面有一个膜,好比一个气球包着他们一样,这完全可以理解,不包着,就散开,没散开就包着喽,对吧?
这个液体表面,我们暂且管他叫液体表面膜,比如露珠,它的表面膜,也是水,它包着内部的水。表面的水和内部的水分子间的情形不一样了,不一样的原因是它与空气接触,有分子扩散到空气中,使它的分子密度变小,这样分子间距离就变大,分子间的力就呈引力,就跟气球被吹鼓后气球的膜分子间的情形相似。
吹鼓的气球有收缩趋势对吧?气往外推气球,气球往里压气体,就有收缩趋势嘛!
在液体表面的这个曲面上用刀切一下,就是划一条线。能想象出来吧?这一条线,就把液面分成了两个部分,好比在蒸好的发糕表面切一刀一样,发糕就成了两部分了。这样你说的“分界线”和“两部分”就出来了,对吧?
液体的这两部分之间,就有互相拉伸的力,对吧?都往自己那面拉。正是这个力,使液体表面收缩嘛!
在你划的那条线上任意找一点,那这两个部分在此点的作用情形是什么?也是互相拉嘛!就跟拉绳子的时候,绳子上的一点处,两部分的绳子相互拉,一样。
在液面上的这条线上的这个点处,两面各自往自己的方向拉,这个拉力的方向,就是面在这一点的切线方向,就跟你刚才划的那条线垂直。那两部分中,一部分拉另一部分的力,就叫张力,当然另一部分也在拉这一部分,也是张力,和上面说的那个是作用力与反作用力。因为是液体表面两部分的相互作用力,就叫液体表面张力。这个张力的方向与分界线垂直——任一点都垂直,与液体表面相切——在任一点都相切。
希望能帮到你。
④ 液体表面张力指数测定用到的实验技术
液体表面张力指数测定用到的实验技术
这是个关于表面张力系数的问题,这类问题应该理想化(‘理想情况下’):
设水珠为球体,半径为r cm,重力加速度g=10 n/kg,水的密度为1 g/cm^3,圆周率为a
则
球体体积 V=4/3*a*r^3,重量G=4/3*a*r^3*1*10^(-3)*10
题干中应为0摄氏度,此时水与空气的表面张力系数为75.60*10^(-3) n/m
水珠所受张力F=2*a*r*10^(-2)*75.60*10^(-3)
当水珠落下的一瞬间,G=F,可得r=0.238cm,即d=0.476cm
⑤ 大学物理实验液体表面张力系数的测定
若两臂不水平 压力计会出现高度差 也就是整个装置内一开始压力就不相等 影响结果 会使实验结果偏高
⑥ 急求大学物理实验“液体表面张力系数测定仪”的实验报告!
“液体表面张力系数测定仪”实验报告如下:
一、【实验目的】
(1) 掌握力敏传感器的原理和方法。
(2)了解液体表面的性质,测定液体表面张力系数。
二、【实验原理】
液体具有尽量缩小其表面的趋势,好像液体表面是一张拉紧了的橡皮膜一样。这种沿着表面的、收缩液面的力称之为表面张力。
测量表面张力系数的常用方法:拉脱法、毛细管升高法和液滴测重法等,此试验中采用了拉脱法。
假如在液体中浸入一块薄钢片,则钢片表面附近的液面将高于其它处,如图1所示。
(6)液体表面张力系数的实验装置示意图扩展阅读:
实验所需要的器材有:DH4607型液体表面张力系数测定仪;力敏传感器;0.0005kg砝码(7个) ;镊子;砝码盘;圆形吊环;玻璃皿。
实验采用的拉脱法是直接测定法,通常采用物体的弹性形变(伸长或扭转)来量度力的大小。
液体表面层内的分子所处的环境跟液体内部的分子不同。液体内部的每一个分子四周都被同类的其他分子所包围,他所受到的周围分子合力为零。
由于液体上方的气象层的分子很少,表层内每一个分子受到的向上的引力比向下的引力小,合力不为零。
这个力垂直于液面并指向液体内部。所以分子有从液面挤入液体内部的倾向,并使得液体表面自然收缩,直到处于动态平衡。
⑦ 拉脱法测液体表面张力系数的实验报告数据处理
测量一个已知周长的金属片从待测液体表面脱离时需要的力,求得该液体表面张力系数的实验方法,若金属片为环状吊片时,考虑一级近似,可以认为脱离力为表面张力系数乘上脱离表面的周长,即 F=α·π(D1十D2。
学会运用Matlab求连续时间信号的傅里叶变换,学会运用Matlab画连续时间信号的频谱图,学会运用Matlab分析连续时间信号的傅里叶变换的性质。
(7)液体表面张力系数的实验装置示意图扩展阅读:
注意事项:
1、表面张力是分子力的一种宏观表现,在内聚力的作用下,表面层液体分子的移动总是尽量地使表面积减小。
2、在液体表面形成一层弹性薄膜,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。
3、至于记录拉脱瞬间的伸长量,就是记录拉脱瞬间的力的大小,然后用这个力除以用来做试验的平板的面积,就是需要的表面张力系数。
⑧ 液体表面张力测量原理
测量一个已知周长的金属片从待测液体表面脱离时需要的力,求得该液体表面张力系数的实验方法称为拉脱法.若金属片为环状吊片时,考虑一级近似,可以认为脱离力为表面张力系数乘上脱离表面的周长,即
F=α·π(D1十D2 ) (1)
式中,F为脱离力,D1,D2分别为圆环的外径和内径,α为液体的表面张力系数.
硅压阻式力敏传感器由弹性梁和贴在梁上的传感器芯片组成,其中芯片由四个硅扩散电阻集成一个非平衡电桥,当外界压力作用于金属梁时,在压力作用下,电桥失去平衡,此时将有电压信号输出,输出电压大小与所加外力成正此,即
△U=KF (2)
式中,F为外力的大小,K为硅压阻式力敏传感器的灵敏度,△U为传感器输出电压的大小。
⑨ 液体表面张力系数的测定哪几个步骤
促使液体表面收缩的力叫做表面张力。即液体表面相邻两部分之间,单位长度内互相牵引的力。如液面被长度为L的直线分成两部分,这两部分之间的相互拉力F是垂直于直线L,并与表面相切