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试验1液体表面张力系数测定拉脱法

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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,...

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