《大学物理实验》课程教学课件（PPT讲稿）05 液体表面张力系数的测定

实验A7液体表面张力系数的测定[实验目的]1.了解液体表面张力的性质。2.了解液体表面张力系数测定仪的测量原理。3.学会用拉脱法测定液体的表面张力系数[实验仪器]液体表面张力系数测定仪、码、码盘、吊环、玻璃血。大学物理实验A7液体表面张力系数的测定

大学物理实验 A7 液体表面张力系数的测定 1 [实验目的] 1. 了解液体表面张力的性质。 2. 了解液体表面张力系数测定仪的测量原理。 3. 学会用拉脱法测定液体的表面张力系数。 实验A7 液体表面张力系数的测定 [实验仪器] 液体表面张力系数测定仪、砝码、砝码盘、吊 环、玻璃皿

[实验原理]1.表面张力。由于液体分子间的引力作用，液体表面层的分子将受到指向液体内部的引力，使液体表面存在着一种与液面相切，收缩液面的力，称之为表面张力。表面张力系数是液体表面单位线段两侧液面间的相互作用力。2.液体表面张力系数测定仪。其结构如下图所示大学物理实验A7液体表面张力系数的测定

大学物理实验 A7 液体表面张力系数的测定 2 [实验原理] 1.表面张力。由于液体分子间的引力作用，液 体表面层的分子将受到指向液体内部的引力， 使液体表面存在着一种与液面相切，收缩液 面的力，称之为表面张力。表面张力系数是 液体表面单位线段两侧液面间的相互作用力。 2.液体表面张力系数测定仪。其结构如下图所示

1.调平螺丝2.升降螺丝3.玻璃皿4.吊环5.力敏传感器6.支架7.固定螺丝8.航空插头9.底座10.数字电压表11.调零大学物理实验A7液体表面张力系数的测定

大学物理实验 A7 液体表面张力系数的测定 3 1．调平螺丝 2.升降螺丝 3.玻璃皿 4.吊环 5.力敏传感器 6.支架 7.固定螺丝 8.航空插头 9.底座 10. 数字电压表 11.调零 4 3 9 1 5 6 10 11 8 7 2

液体表面张力系数测定仪的测量原理如下：数字电压表的输出电压与力敏传感器上所加的外力成正比，即福k式中k称为力敏传感器的灵敏度，单位为V/N对力敏传感器定标后，可用它来测量未知力。3.用拉脱法测定液体的表面张力系数。将图中吊环浸入润湿液体中，渐渐拉起吊环，吊环与液面即将拉脱前传感器所受的拉力和液面拉断后传感器所受的拉力之差，等于表面张力，即有a=-UA7k液体表面张力系数的测定大学物理实验

大学物理实验 A7 液体表面张力系数的测定 4 液体表面张力系数测定仪的测量原理如下： 数字电压表的输出电压与力敏传感器上所加的 外力成正比，即 式中k称为力敏传感器的灵敏度，单位为V/N。 对力敏传感器定标后，可用它来测量未知力。 k U f = 3.用拉脱法测定液体的表面张力系数。将图中吊 环浸入润湿液体中，渐渐拉起吊环，吊环与液面 即将拉脱前传感器所受的拉力和液面拉断后传感 器所受的拉力之差，等于表面张力，即有 k U U f α 1 2 - =

式中U为吊环与液面即将拉脱前数字电压表读数，U.为液面拉断后数字电压表的读数。由表面张力系数的定义，可知fα = π(D, + D,)α式中D,和D,分别为吊环的内径和外径，α为液体的表面张力系数。于是有U,-U,α=k元(D, + D,)大学物理实验A7液体表面张力系数的测定

大学物理实验 A7 液体表面张力系数的测定 5 式中 为吊环与液面即将拉脱前数字电压表读 数， U2 为液面拉断后数字电压表的读数。 U1 f α = π(D1 + D2 )α 由表面张力系数的定义，可知 式中 和 分别为吊环的内径和外径， 为液 体的表面张力系数。于是有 D1 D2 α ( + ) - = 1 2 1 2 kπ D D U U α

[实验步骤]1.对力敏传感器进行定标。将码盘挂在力敏传感器的钩上，然后对仪器调零。按顺序增加码，每次增加500mg(1个码)，增加至3500mg为止，记下相应的数字电压表的读数，然后取下码盘。大学物理实验A7液体表面张力系数的测定te

大学物理实验 A7 液体表面张力系数的测定 6 [实验步骤] 1.对力敏传感器进行定标。将砝码盘挂在力敏传 感器的钩上，然后对仪器调零。按顺序增加砝 码，每次增加500mg(1个砝码)，增加至3500 mg 为止，记下相应的数字电压表的读数，然后取 下砝码盘

2.用拉脱法测定水的表面张力系数。在冲洗过的玻璃皿中注入适量的水，再把玻璃皿放在升降台上，然后将吊环挂在力敏传感器的钩上。逆时针转动升降螺丝，此时液面上升，当吊环下沿部分均浸入水中时，改为顺时针缓慢转动升降螺丝，这时液面下降（或者说，吊环相对液面上升），观察吊环浸入水中及从液体中拉起时的物理过程。特别注意：记下吊环与液面即将拉断前数字电压表读数和液面拉断后数字电压表的读数。重复测量6次。大学物理实验A7液体表面张力系数的测定

大学物理实验 A7 液体表面张力系数的测定 7 2.用拉脱法测定水的表面张力系数。在冲洗过 的玻璃皿中注入适量的水，再把玻璃皿放在升 降台上，然后将吊环挂在力敏传感器的钩上。 逆时针转动升降螺丝，此时液面上升，当吊环 下沿部分均浸入水中时，改为顺时针缓慢转动 升降螺丝，这时液面下降（或者说，吊环相对 液面上升），观察吊环浸入水中及从液体中拉 起时的物理过程。特别注意：记下吊环与液面 即将拉断前数字电压表读数和液面拉断后数字 电压表的读数。重复测量6次

[数据记录与处理]1.力敏传感器的定标每个码质量为500mg，重力加速度g-9.80m/s物体质量3.5000.5001.0001.5002.0002.5003.000m (g)电压U (mV)用作图法处理数据。作U-m曲线，用两点式求出斜率C，再由公式k=二算出力敏传感器的灵g敏度k。大学物理实验A7液体表面张力系数的测定

大学物理实验 A7 液体表面张力系数的测定 8 物体质量 m (g) 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 电压 U (mV) 每个砝码质量为500mg , 重力加速度g=9.80m/s 2 。 [数据记录与处理] 1.力敏传感器的定标 用作图法处理数据。作 曲线，用两点式求 出斜率C，再由公式 算出力敏传感器的灵 敏度k。 U -m g C k =

结果k=2.液体表面张力系数的测定吊环的内径D，=3.310Cm，吊环的外径D，=3.496Cm测量序号U (mV)U2(mV)U,-U2(mV)123456平均值子物理A体衣面张力系数的大

大学物理实验 A7 液体表面张力系数的测定 9 测量序号 U1 (mV) U2 (mV) U1 -U2 (mV) 1 2 3 4 5 6 平均值 结果 C=_ k=_ 2. 液体表面张力系数的测定 吊环的内径D1=3.310Cm, 吊环的外径D2=3.496Cm

U,-U,结果α=k元(D, + D,)[思考题]1.表面张力系数随温度怎样变化？2.表面张力系数的物理意义是什么？大学物理实验A7液体表面张力系数的测定10

大学物理实验 A7 液体表面张力系数的测定 10 = _ ( + ) - = 1 2 1 2 kπ D D U U 结果 α . [思考题] 1.表面张力系数随温度怎样变化？ 2.表面张力系数的物理意义是什么？