试验1液体表面张力系数测定拉脱法

实验 1 液体表面张力系数测定（拉脱法）【实验目的】1．学习测力计的定标方法。2．观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象。3．测量纯水和其它液体的表面张力系数。【实验仪器】温度计，液体表面张力测定装置（如图5-2 所示）。1．硅压阻力敏传感器。（1）受力量程： 0— 0.098N。（2）灵敏度：约3.00V/N （用砝码质量作单位定标）。2．显示仪器 ( 读数显示： 200 mV 三位半数字电压表) 。3．力敏传感器固定支架、升降台、底板及水平调节装置。4．吊环：外径φ3.496cm、内径φ3.310cm、高 0.850cm 的铝合金吊环。5．直径φ 12.00cm 玻璃器皿一套。6．砝码盘及0.5 克砝码 7 只。【预习要求】1. 推导测量公式。2. 列出实验步骤与记录表。【实验依据】表面张力是指作用于液体表面上任一假想直线的两侧、垂直于该直线且平行于液面、并使液面具有收缩倾向的一种力。从微观上看， 表面张力是由于液体表面层内分子作用的结果。可以用表面张力系数来定量地描写液体表面张力的大小。设想在液面上一长度为L 的直线，在 L 的两侧， 表面张力以拉力的形式相互作用着，拉力的方向垂直于该直线，拉力的大小正比于 L，即 f=aL ，式中 a 表示作用于直线的单位长度上的表面张力，称为表面张力系数，其单位为 N/m 。液体表面张力的大小与液体的成分有关。不同的液体由于它们有不同的摩尔体积、分子极性和分子间力而具有不同的表面张力。实验表明温度对液体表面张力影响极大，表面张力随温度升高而减小，二者通常相当准确地成直线关系。表面张力与液体中含有的杂质有关，有的杂质能使表面张力减小，有的却使之增大。表面张力还与液面外的物质有关。如图 5-1 所示 , 将表面清洁的铝合金吊环挂在测力计上并垂直浸入液体中, 使液面下降，当吊环底面与液面平齐或略高时, 由于液体表面张力的作用, 吊环的内、 外壁会带起液膜。图 5-1 拉脱过程吊环受力分析平衡时吊环重力mg 、向上拉力 F 与液体表面张力f （忽略带起的液膜的重量）满足cosfmgF (1) 在吊环临界脱离液体时, 0, 即1cos, 则平衡条件近似为)]([21DDmgFf (2) 式中1D 为吊环外径 , 2D 为吊环内径。则液体表面张力系数为)(21DDmgF (3) 实验中需测出mgF及1D 和2D 。本实验利用力敏传感器测力, 硅压阻式力敏传感器由弹性梁和贴在梁上的传感器芯片组成，其中芯片由四个硅扩散电阻集成一个非平衡电桥。当外界压力作用于金属梁时，在压力作用下，...