测量乙醇表面张力实验装置

1. 乙醇的表面张力是什么意思

表面张力，是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。
表面张力是分子力的一种表现。它发生在液体和气体接触时的边界部分。
乙醇的表面张力是指乙醇与空气间的分子力
作为表面张力测试仪器的测试方法，通常有白金板法( Nouy method)\白金环法(Wilhelmy plate method)\悬滴法\滴体积法\最大气泡压法等.

2. 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。

(2)测量乙醇表面张力实验装置扩展阅读：

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。

3. 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

4. 表面张力测试仪如何测量表面张力

表面张力的测量可以表面张力测试仪进行。这些仪器基于测量施加在位于液-气或液-液界面处的探头上的力。探针连接到非常敏感的天平，并且感兴趣的液体界面与探针接触。当探针与液体表面相互作用时，通过天平测得的力可用于计算表面张力，取决于以下因素：探针的尺寸和形状，探针与液体之间的接触角以及液体的表面张力，探头的大小和形状易于控制，探针通常由铂制成，这有助于确保探针与要研究的液体之间的接触角为零。通常使用两种配置的探针。

杜努伊环法

该方法利用铂环作为探针。通过移动放置液体容器的平台，将环浸没在界面下方。浸入后，平台高度逐渐降低，环最终通过界面拉出并带来弯月形的液体。如果将容器进一步降低，则弯液面最终会从环上撕下。在此事件之前，弯液面的体积（以及所施加的力）会通过最大值，并在实际撕裂事件之前开始下降。

表面张力的计算基于最大力的测量。环的浸入深度和环在经历最大拉力时升起的高度与该技术无关。原始计算基于具有无限直径（或金属丝）的环，并且未考虑由于环的一侧与另一侧接近而被拉起的多余液体。由于表面张力而是毛细作用力，位于环正下方的部分流体不在此处。但是，这种液体会影响天平给出的力读数，从而使测得的表面张力值增加约7％。如今，全自动张力测定仪通常会使用校正因子来减去和说明这种多余的液体。

威廉平板法

该方法利用粗糙的铂金板作为探针。该技术的计算基于与液体接触的完全润湿的板的周长。在这种方法中，探头相对于表面的位置很重要。当液体表面与探针接触时，仪器将通过记录探针上的力变化来检测确切的接触时刻。因此，该位置将被标记为“零浸入深度”。然后将板浸入低于该值的设定深度（通常在界面处几毫米）。当板稍后返回到浸入深度为零时，将记录力。影响威廉米悬片的力可以写成F= γlPcosθ,其中γl是液体的表面张力，P是板的周长（P = 2w + 2t），θ是板与液体之间的接触角。如假定完全润湿，接触角是0和COSθ= 1。然后，表面张力可被计算为γl = F/P 的威廉平板法测量也可在所谓的静态或连续模式，其中威廉米悬片保持在完成在整个测量周期中都与液体接触。

铂金棒

上述两种方法都需要使用相对大量的液体（通常大于10毫升）以确保探针完全润湿。可以使用较小直径的样品容器来减少所需的总体积。但是，有一个限制。当样品容器和探头的边缘太近时，液体和容器边缘之间形成的弯液面会影响平衡。为避免此问题，用户必须在探头和样品容器侧壁之间留出足够的空间，大约2毫米左右。

与这些技术中的任何一种一样，测量的精确度受测量探针几何形状的精确度的影响。铂棒的测量精度可能会小于杜努伊环法或威廉平板法，这会导致表面/界面张力结果的误差更大。因此，仅在样品量有限的情况下才建议使用铂棒法。该方法和计算基于与威廉平板法相同的原理。
回复者：华天电力

5. 乙醇的表面张力是多少

乙醇表面张力是为22.32×10-3 N·m-1

6. 测定乙醇溶液的表面张力时,为什么要测定水的压力差

这个实验做了太长时间了，忘了都。我记得好像是这样的，不一定正确
水的表面张力在一定温度下是一个定值，起到参比作用。假设压差和表面张力成正比（不一定，应该有特定公式），那么乙醇溶液与水的压差比就应该等于溶液与水的张力比，从而可以测得表面张力。

7. 为了测定乙醇的结构式，利用乙醇和钠的反应，设计如图1装置进行实验，在烧瓶中放入足量的钠，从分液漏斗

（1）检查气密性，首先形成液封，即先关闭分液漏斗活塞，把导管插入液面下，然后手捂烧瓶，使装置内外压强不同，则看到有气泡冒出，松开手会看到导管液面上升，即证明气密性良，
故答案为：连接好装置，关闭分液漏斗的活塞，将右侧导管插入水槽，微热烧瓶，右侧导管若有气泡冒出，冷却后形成一段水柱，且一段时间内水柱不变化，证明装置气密性良好．
（2）原来装置中有空气，但反应后装置中仍有氢气，故排出的气体的体积即为氢气的体积，故答案为：不正确；
（3）如果实验开始前b导管内充满水，则量筒中排出的水的体积即为氢气的体积；而当导管中未充满水时，排到量筒中的水的体积偏小，则导致实验结果偏小，故答案为：偏小；
（4）1.15gC₂H₆O的物质的量n=

8. 测定乙醇水溶液表面张力时,为何无需清洗毛细管和测量管

这是因为乙醇容易挥发，所以无需清洗

9. 最大泡压法测定乙醇表面张力时为何宜从稀到浓测定

先装了稀溶液的容器，不需要洗得非常干净，再装浓溶液时，残留液对浓溶液的浓度影响不大。
如果先浓后稀，残留液对稀溶液浓度影响很大。