液体表面张力系数测定的实验报告.doc
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1、xx大学实验报告课 程物理实验实验项目液体表面张力系数的测定成 绩专业班级学 号实验日期姓 名同组人姓名指导教师一【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【实验内容】用力敏传感器测量液体表面的张力系数三【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。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
2、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。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的,如图1所示。FtFtFmg图1由于液面收缩而产生的沿切线方向的力Ft称之为表面张力,角称之为接触角。当缓缓拉出钢片时,接触角逐渐的减小而趋于零,因此Ft方向垂直向下。在钢片脱离液体前诸力平衡的条件为 F = mg + Ft (1)其中F是将薄钢片拉出液面的时所施加
3、的外力,mg为薄钢片和它所沾附的液体的总重量。表面张力Ft与接触面的周长2(l+d)成正比,故有Ft = 2(l+d),式中比例系数称之为表面张力系数,数值上等于作用在液体表面单位长度上的力。将Ft代入式(1)中得 (2)当用环形丝代替薄钢片做此实验时,设环的内外直径为D1、D2,当它从液面拉脱瞬间传感器受到的拉力差f = Fmg =(D1+D2),此时 (3)只要测出力f和环的内外直径,将它们代入式(3),即可算出液体的表面张力系数。式中各量的单位统一为国际单位.四【实验仪器】(1) FD-NST-B 液体表面张力系数测定仪。(2) 砝码六个,每个质量0.500g五【实验步骤】(1) 开机预
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