液体表面张力系数的测定实验报告【实验目的】1.学会用拉脱法测定液体的表面张力系数
2.了解焦利氏秤的构造和使用方法
3.通过实验加深对液体表面现象的认识
【实验仪器】焦利氏秤1把,U形金属环1条,砝码1盒,镊子1把,玻璃皿1个,温度计1支,酒精灯1个,蒸馏水100ml,游标尺1把
【实验原理】由于液体分子与分子间的相互作用,使液体表面层形成一张紧的膜,其上作用着张力,叫做表面张力
设想在液面上作长为L的线段,线段两侧便有张力相互作用,其方向与L垂直,大小与线段长度成正比,如图3-1所示
即有式中α为表面张力系数,其单位为
表面张力系数是研究液体表面性质所要用到的物理量,不同种类的液体,α值不同;同一种液体的α值随温度上升而减小;液体不纯净,α值也会改变
因此,在测定α值时必须注明在什么温度下进行,液体必须保持纯净
测量表面张力系数α的方法很多,本实验用拉脱法测定
图3-1将环形金属环浸入液体中,然后慢慢拉起,这时在金属环内带起了一层薄膜,如图3-2所示
要想使金属环由液面拉脱,必须用一定的力
(注意有两个表面)图3-2(3-2)本实验用焦利氏秤测出,然后代入式(3-2)计算出α值
二、仪器构造焦利氏秤实际上就是一个比较精确的弹簧秤,焦利氏秤的构造如图所示,用焦利氏秤测力是根据胡克定律F=kΔx式中,k为弹簧的劲度系数,等于弹簧伸长单位长度的拉力,Δx为弹簧伸长量,如果已知k值,再测定弹簧在外力作用下的伸长量Δx,就可以算出作用力的大小
【实验步骤】一、值的测定1.按图3-3挂好弹簧,小指针和砝码盘,再调节底板三角底座上的螺丝,使小指针处于镜子中,能上下自由振动且不与镜子相碰;2.调节旋钮D,使镜子上的标线处于“三线重合”位置(镜子刻线、小指针和小指针的像重合),读出标尺上的读数x0
如弹簧振动不停,可将镊子靠在弹簧上端,轻轻阻挡弹簧,即可停止振动;3.在砝码盘上加1