我的液体表面张力的测定实验报告

液体表面张力的测定实验报告实验目的：1.用拉脱法测量室温下水的表面张力系数；2.学习焦利秤的使用方法；3.使用焦利秤用测量微小力。实验仪器：焦利氏秤、砝码、温度计、砝码盘、金属环、自来水。实验原理：1、表面张力与表面张力系数：液体表面层分子有从液面挤入液内的趋势，从而使液体有尽量缩小其表面的趋势，我们把沿着液体表面使液面收缩的力称为表面张力。作用于液面单位长度上的表面张力，称为液体的表面张力系数。即：α=f/Lα表面张力系数，单位N·m-1。2、表面张力系数的测定：将一表面洁净的金属圆环竖直浸入水中，然后慢慢提起一张水膜。受力分析当金属圆环将要脱离液面，即拉起的水膜刚好破裂时，则此时受力：1）、F为圆环所受弹簧将其拉出水面的拉力，方向向上；2）、mg为圆环及带起水膜的总重力，方向向下；3）、表面张力f，方向向下。表面张力f大小为（两个表面）：f=απ（d1+d2）当水膜恰好破裂时受力达到平衡，即：F=mg+f由此可得：)()(2121ddskddmgF实验步骤及内容：测量弹簧的劲度系数k：①挂好弹簧、指针及砝码盘，调节两个地脚螺丝使焦利秤杆与地面垂直，使“三线对齐”。此时弹簧读数为l0三线对齐游标卡尺的读数：1.记录游标零线（而非中线）所指示的主尺上的读数。2.先读主尺后读游标。依次在砝码盘中加入1g，2，…，9g的砝码，使“三线对齐”，记下相应读数，然后再逐次取出1g的砝码，记下读数li。根据胡克定律，在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长量与弹力成正比，即：f=kΔL.根据这公式算出弹簧的倔强系数k。测量表面张力f：•将一表面洁净的金属圆环挂在焦利秤弹簧上；•将洗净的容器盛适当的水，放在平台上，使环与弹簧中心线重合，环的下边沿线与水面平行；•调节平台高度，使金属圆环的下边沿线恰好处于液面位置，“三线对齐”，定其为弹簧的平衡位置，记下标尺读数S0；•将水面升起后慢慢下移，可看到金属圆环边沿带起一层液膜，弹簧被拉长；•保持“三线对齐”，直至水膜恰好破裂，记下标尺上的刻度Si；重复5次。用游标卡尺测量金属圆环的内外径，计算水的（与空气接触）表面张力系数及不确定度。其公式为：)d(sk21d实验数据处理：砝码数增重读数减重读数平均数0206.14206.16206.151208.12208.08208.102210.02210.08210.053212.22212.20212.214214.04214.06214.055216.24216.28216.266218.44218.44218.447221.06221.08221.078223.18223.22223.209225.32225.36225.3410227.8410.75)-(51540iiiLLLmmLmgk/5=4.55N/mm0.51)15/(LL2LiAmmmm02.0B22BAL=0.51mm2L2KLg5-次数标尺零点读数S0水膜破裂时读数SiSi-S01196.08198.102.022196.04198.122.083196.06198.182.124196.04198.142.105196.08198.142.060.47mm)15/(SS2SiA0.02mmB22SBA=0.47mm金属环外、内直径的测量(本实验直接给学生结果)平均值(mm)d133.04d234.94001.00.0443N/m相对不确定度为2.3%注意事项1.每次读数前必须保证三线对齐。2.避免水膜提前破裂。实验分析与小结1.实验过程中应确保挂钩竖直，不会发生弯曲2.在水膜即将破裂时应减缓移动速度，同时注意另一个手对游标的移动原始数据及计算过程如下