1、班級微電子101姓名賀鴻浩學號10105110日期2011.10.24 室溫氣壓102.29kpa成績教師實驗名稱液體表面張力系數的測量【實驗目的】1了解液體表面性質2學習采用液體表面張力系數測定儀的使用方法3學習用拉脫法測表面張力系數的原理和方法【實驗儀器】液體表面張力測定裝置、砝碼盤和砝碼、圓環型吊片、卡尺、溫度計圖1液體表面張力測定裝置【實驗原理】1. 拉脫法測量一個已知周長的金屬圓環或金屬片從待測液體表面脫離時所需的拉力，從而求得該液體表面張力系數的方法稱為拉脫法。所需的拉力是由液體表面張力、環的內外徑及液體材質、純度等因素決定。2. 吊環法和吊片法比較（1）吊環法：使用金屬細線制成吊

2、環時，在液膜被拉破的瞬間接觸角不接近于零，此時所測得的力是表面張力向下的分量，因而所得表面張力系數誤差較大，必須用修正公式對測量結果進行修正。（2）吊片法：雖然液膜被拉破的瞬間接觸角趨近于零，但在具體測量時，由于吊片在拉脫過程中容易發生傾斜,實驗時吊片的長度上限為34cm，而在測量力時，則希望力大 一點,有利于提高測量精確度。 （3）片狀吊環：新設計有一定厚度的片狀吊環。經過對不同直徑吊環的多次試驗，發現當吊環直徑等于或略大于時,在液膜被拉破的瞬間液體與金屬環之間的接觸角接 近于零，此時接觸面總周長約為20cm左右。在保持接觸角為零時，能得到一個 較大的待測力。3. 實驗原理使用片狀吊環，在液

3、膜拉破前瞬間，考慮一級近似，認為液體的表面張力為：f = f1+ f2 = (D1+D2) 這里為表面張力系數，D1、D2分別為吊環的外徑和內徑。片狀吊環在液膜拉破前瞬間有：此時傳感器受到的拉力F1和輸出電壓U1成正比，有：U1 = BF1片狀吊環在液膜拉破后瞬間有：F2 = mg同樣有U2 = BF2片狀吊環在液膜拉破前后電壓的變化值可表示為：U1U2 = U= B F = B（F1F2）= B(D1+D2)由上式可以得到液體的表面張力系數為：這里U1：液膜拉斷前瞬間電壓表的讀數，U2：膜拉斷后瞬間電壓表的讀數實驗內容（用拉脫法測量水的表面張力）：1力敏傳感器進行定標，用最小二乘法作直線擬合

4、，求出傳感器靈敏度B。 圖2液膜的收縮2游標卡尺測量金屬圓環的內、外直徑。 3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，將金屬環狀吊片取下后，調節吊片上的細絲，使吊片與待測液面平行。（注意 ：吊環中心、玻璃皿中心最好與轉軸重合。） 4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，出現“浸潤”現象，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。（注意 ：液膜斷裂應發生在轉動的過程

5、中，而不是開始轉動或轉動結束時，因為此時振動較厲害，應多次重復測量。）【實驗步驟】1.開機預熱（15分鐘）2.將水盛入玻璃器皿內（1cm左右），用雙面膠與升降臺面貼緊固定。4.對力敏傳感器定標，在加砝碼前首先對儀器調零5.測吊環內外直徑，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。【實驗數據記錄及處理】i砝碼質量10-6kg增重讀數vi/mv減重讀數vi/mvVi=(vi+v2)/2等間距逐差012345220、7672.吊環的內、外直徑測量次數12345平均值內徑D內外徑D外34843純水的表面張力系數測量（水的溫度 26.2 ）測量次數U1/mVU2/mVU/mV12345平均值 =71.4 4. 計算(0.072-0.0685)/0.072*100%=4.86%【實驗小結與討論】1 什么是表面張力？什么是表