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1、實驗題目 液體表面張力系數(shù)的測定 液體的表面張力是表征液體性質(zhì)的一個重要參數(shù)，測量液體的表面張力系數(shù)有多種方法，拉脫法是測量液體表面張力系數(shù)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，測量的方法直觀，概念清楚。拉脫法測量液體表面張力，對測量力的儀器要求較高，由于用拉脫法測量液體表面的張力約在110-3～110-2N之間，因此需要的有一種量程較小、靈敏度高、且穩(wěn)定好的測量力的儀器。近年來，新發(fā)展的硅壓阻式力敏傳感器張力測定儀正能滿足測量液體表面張力的需求，它比傳統(tǒng)的焦利秤、扭秤等靈敏度高，穩(wěn)定性好，且可數(shù)字信號顯示，利于計算機(jī)實時測量。 為了對各類液體的表面張力系數(shù)的不

2、同有深刻的理解，在對水進(jìn)行測量以后，再對甘油進(jìn)行測量，這樣可以明顯觀察到表面張力系數(shù)隨溶液濃度的變化現(xiàn)象，從而對這個概念加深理解。 【目的要求】 1、掌握用拉脫法測量液體的表面張力系數(shù)。 2、測量不同濃度的溶液的表面張力系數(shù)，觀察掌握表面張力系數(shù)隨溶液濃度的變化而變化的現(xiàn)象，加深對表面張力系數(shù)的理解。 【儀器用具】液體表面張力測定儀、游標(biāo)卡尺、燒杯等。 【實驗原理】 實驗裝置，如下圖，其中，液體表面張力測定儀，包括硅擴(kuò)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(shù)字電壓表，鐵架臺、微調(diào)升降臺、裝有力敏傳感器的固定桿、盛液體的玻璃皿和圓環(huán)形吊環(huán)片。實驗證明，當(dāng)環(huán)的直徑在

3、3厘米附近而液體和金屬環(huán)接觸角近似為零時，運用公式F=απ (D1+D2)測量各種液體的表面張力系數(shù)的結(jié)果較為正確。 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(shù)的實驗方法稱為拉脫法。若金屬片為環(huán)狀吊片時，可認(rèn)為脫離力為表面張力系數(shù)乘以脫離表面的周長， 即：F=απ (D1+D2)…F為脫離力，D1、D2分別為圓環(huán)的內(nèi)、外徑，α為液 體的表面張力系數(shù)。 硅壓阻式力敏傳感器由彈性梁和貼在梁上的傳感器芯片組成，其中芯片由四個硅擴(kuò)散 電阻集成一個非平衡電橋。當(dāng)外界壓力作用于金屬梁時，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

4、成正比：ΔU=KF 式中F為外力，K為硅壓阻式力敏傳感器的靈敏度，ΔU為傳感器輸出電壓的大小。所 以 【實驗內(nèi)容及要求】 1、力敏傳感器的定標(biāo)； 砝碼質(zhì)量/g 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 電壓/mv 北京的重力加速度(北緯39056`):g=9.8012m/s2 經(jīng)最小二乘法擬合,得K= mv/N,擬和直線相關(guān)系數(shù)r= 2、測金屬環(huán)內(nèi)外徑 外徑D1/ cm ,內(nèi)徑 D2/cm，記下水的溫度： 0C 3、環(huán)的測量與清洗； 4、測量液體的表面張力系數(shù) 編號 U1/mv U2/mv △U/mv F/N ∝/N.m-1 1 2 3 4 5 5、測甘油的表面張力系數(shù) 編號 U1/mv U2/mv △U/mv F/N ∝/N.m-1 1 2 3 4 5 【思考題】 1、為什么做實驗時要求將環(huán)用酒精清洗干凈？ 2、為什么測表面張力時，要求動作要慢，又要防止儀器受振動，特別是水膜要破裂時？