1、液體表面張力系數的測定 液體的表面張力是表征液體性質的一個重要參數測量液體的表面張力系數有多種方法，拉脫法是測量液體表面張力系數常用的方法之一該方法的特點是，用秤量儀器直接測量液體的表面張力，測量方法直觀，概念清楚用拉脫法測量液體表面張力，對測量力的儀器要求較高，由于用拉脫法測量液體表面的張力約在1×10-31×10-2 n之間，因此需要有一種量程范圍較小，靈敏度高，且穩定性好的測量力的儀器近年來，新發展的硅壓阻式力敏傳感器張力測定儀正好能滿足測量液體表面張力的需要，它比傳統的焦利秤、扭秤等靈敏度高，穩定性好，且可數字信號顯示，利于計算機實時測量，為了能對各類液體的表面張力

2、系數的不同有深刻的理解，在對水進行測量以后，再對不同濃度的酒精溶液進行測量，這樣可以明顯觀察到表面張力系數隨液體濃度的變化而變化的現象，從而對這個概念加深理解。實驗目的1用拉脫法測量室溫下液體的表面張力系數2學習力敏傳感器的定標方法實驗原理測量一個已知周長的金屬片從待測液體表面脫離時需要的力，求得該液體表面張力系數的實驗方法稱為拉脫法若金屬片為環狀吊片時，考慮一級近似，可以認為脫離力為表面張力系數乘上脫離表面的周長，即 f=·(d1十d2) （1）式中，f為脫離力，d1，d2分別為圓環的外徑和內徑，為液體的表面張力系數硅壓阻式力敏傳感器由彈性梁和貼在梁上的傳感器芯片組成，其中芯片由四

3、個硅擴散電阻集成一個非平衡電橋，當外界壓力作用于金屬梁時，在壓力作用下，電橋失去平衡，此時將有電壓信號輸出，輸出電壓大小與所加外力成正此，即u=kf （2）式中，f為外力的大小，k為硅壓阻式力敏傳感器的靈敏度，u為傳感器輸出電壓的大小。實驗裝置1.結構圖圖1 結構圖1、水平調節螺絲 2、升降螺絲 3、玻璃器皿 4、吊環 5、力敏傳感器 6、支架 7、固定螺絲 8、航空插頭 9、底座 10、數字電壓表 11、調零圖2為實驗裝置圖,其中,液體表面張力測定儀包括硅擴散電阻非平衡電橋的電源和測量電橋失去平衡時輸出電壓大小的數字電壓表其他裝置包括鐵架臺,微調升降臺,裝有力敏傳感器的固定桿,盛液體的玻璃皿

4、和圓環形吊片,實驗證明,當環的直徑在3cm附近而液體和金屬環接觸的接觸角近似為零時.運用公式(1)測量各種液體的表面張力系數的結果較為正確。 圖2 液體表面張力測定裝置2. 儀器組成及技術指標2.1 硅壓阻力敏傳感器（1）受力量程：00.098n（2）靈敏度：約3.00v/n（用砝碼質量作單位定標）（3）非線性誤差：0.2%（4）供電電壓：直流36伏2.2 顯示部分（1）讀數顯示：200 mv 三位半數顯表（2）調零：手動多圈電位器（3）連接方式：5芯航空插頭2.3 力敏傳感器固定支架、升降臺、底板及水平調節裝置2.4 吊環：外徑3.5cm、內徑3.3、高0.8cm的鋁合金吊環。 2.5 直徑

5、12.00cm或13.00cm玻璃器皿一只2.6 砝碼盤及0.5克砝碼7只2.7用本儀器測量水等液體的表面張力系數的誤差5%3. 使用步驟3.1 開機預熱。3.2 清洗玻璃器皿和吊環。3.3 在玻璃器皿內放入被測液體并安放在升降臺上。（玻璃盛器底部可用雙面膠與升降臺面貼緊固定）3.4 將砝碼盤掛在力敏傳感器的鉤上。3.5 若整機已預熱15分鐘以上，可對力敏傳感器定標，在加砝碼前應首先對儀器調零，安放砝碼時應盡量輕，并在它晃動停止之后，方可讀數。3.6 換吊環前應先測定吊環的內外直徑，然后掛上吊環，在測定液體表面張力系數過程中，可觀察到液體產生的浮力與張力的情況與現象，以順時針轉動升降臺大螺帽時

6、液體液面上升，當環下沿部分均浸入液體中時，改為逆時針轉動該螺帽，這時液面往下降（或者說相對吊環往上提拉），觀察環浸入液體中及從液體中拉起時的物理過程和現象。特別應注意吊環即將拉斷液柱前一瞬間數字電壓表讀數值為u1，拉斷時瞬間數字電壓表讀數為u2。記下這兩個數值。4.整機使用注意事項4.1 吊環須嚴格處理干凈。可用naoh溶液洗凈油污或雜質后，用清潔水沖洗干凈，并用熱吹風烘干。4.2 吊環水平須調節好，注意偏差10，測量結果引入誤差為0.5%；偏差20，則誤差1.6%。4.3 儀器開機需預熱15分鐘。4.4 在旋轉升降臺時，盡量使液體的波動要小。4.5 實驗室內不可有風，以免吊環擺動致使零點波動

7、，所測系數不正確。4.6 若液體為純凈水。在使用過程中防止灰塵和油污及其它雜質污染，特別注意手指不要接觸被測液體。4.7 力敏傳感器使用時用力不宜大于0.098n。過大的拉力傳感器容易損壞。4.8 實驗結束須將吊環用清潔紙擦干，用清潔紙包好，放入干燥缸內。實驗內容一、必做部分1、力敏傳感器的定標每個力敏傳感器的靈敏度都有所不同，在實驗前，應先將其定標，定標步驟如下：（1）打開儀器的電源開關，將儀器預熱。（2）在傳感器梁端頭小鉤中，掛上砝碼盤，調節調零旋鈕，使數字電壓表顯示為零。（3）在砝碼盤上分別如0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g、3.0g等質量的砝碼，記錄相應這些砝碼力f作用

8、下，數字電壓表的讀數值u.（4）用最小二乘法作直線擬合,求出傳感器靈敏度k.2、環的測量與清潔：（1）用游標卡尺測量金屬圓環的外徑d1和內徑d2（2）環的表面狀況與測量結果有很大的關系，實驗前應將金屬環狀吊片在na溶液中浸泡2030秒，然后用凈水洗凈。3、液體的表面張力系數（1）將金屬環狀吊片掛在傳感器的小鉤上，調節升降臺，將液體升至靠近環片的下沿，觀察環狀吊片下沿與待測液面是否平行，如果不平行，將金屬環狀片取下后，調節吊片上的細絲，使吊片與待測液面平行。（2）調節容器下的升降臺，使其漸漸上升，將環片的下沿部分全部浸沒于待測液體，然后反向調節升降臺，使液面逐漸下降，這時，金屬環片和液面間形成一環形液膜，繼續下降液面，測出環形液膜即將拉斷前一瞬間數字電壓表讀數值u1和液膜拉斷后一瞬間數字電壓表讀數值u2。uu1-u2（3）將實驗數據代人公式（2）和（1），求出液體的表面張力系數，并與標準值進行比較。二、選做部分測出其他待測液體，如酒精、乙醚、丙酮等在不同濃度下的表面張力系數三、實驗數據和記錄1、傳感器靈敏度的測量表5砝碼g0.5001.0001.5002.0002.5003.000電壓mv經最小二乘法擬合得k= mv/n,擬合的線性相關系數r= 2、水的表面張力系數的測量金屬環外徑d1= cm,內