用拉脱法测定液体表面张力系数液体表层厚度约m1010内的分子所处的条件与液体内部不同,液体内部每一分子被周围其它分子所包围,分子所受的作用力合力为零。由于液体表面上方接触的气体分子,其密度远小于液体分子密度,因此液面每一分子受到向外的引力比向内的引力要小得多,也就是说所受的合力不为零,力的方向是垂直与液面并指向液体内部,该力使液体表面收缩,直至达到动态平衡。 因此,在宏观上,液体具有尽量缩小其表面积的趋势,液体表面好象一张拉紧了的橡皮膜。 这种沿着液体表面的、收缩表面的力称为表面张力。表面张力能说明液体的许多现象, 例如润湿现象、 毛细管现象及泡沫的形成等。在工业生产和科学研究中常常要涉及到液体特有的性质和现象。比如化工生产中液体的传输过程、药物制备过程及生物工程研究领域中关于动、植物体内液体的运动与平衡等问题。因此,了解液体表面性质和现象,掌握测定液体表面张力系数的方法是具有重要实际意义的。测定液体表面张力系数的方法通常有:拉脱法、毛细管升高法和液滴测重法等。本实验仅介绍拉脱法。拉脱法是一种直接测定法。【实验目的】1.了解326FB型液体的表面张力系数测定仪的基本结构,掌握用标准砝码对测量仪进行定标的方法,计算该传感器的灵敏度。2.观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象,并用物理学基本概念和定律进行分析和研究,加深对物理规律的认识。3.掌握用拉脱法测定纯水的表面张力系数及用逐差法处理数据。【实验原理 】如果将一洁净的圆筒形吊环浸入液体中,然后缓慢地提起吊环,圆筒形吊环将带起一层液膜。使液面收缩的表面张力f 沿液面的切线方向,角称为湿润角 (或接触角)。当继续提起圆筒形吊环时,角逐渐变小而接近为零,这时所拉出的液膜的里、外两个表面的张力f 均垂直向下,设拉起液膜破裂时的拉力为 F ,则有fgmmF2)(0(1)式中, m 为粘附在吊环上的液体的质量,0m 为吊环质量,因表面张力的大小与接触面周边界长度成正比,则有)(2外内DDf(2)比例系数称为表面张力系数,单位是mN /。在数值上等于单位长度上的表面张力。式中 l 为圆筒形吊环内、外圆环的周长之和。)()(0外内DDgmmF(3)由于金属膜很薄,被拉起的液膜也很薄,m 很小可以忽略,于是公式简化为:)(0外内DDgmF(4)表面张力系数与液体的种类、纯度、温度和它上方的气体成分有关。实验表明,液体的温度越高,值越小, 所含杂质越多,值也越小。 只要上述这些条件保持...