液體表面張力系數(shù)的測定實驗報告

[實驗?zāi)康腯

1．用拉脫法測量室溫下液體的表面張力系數(shù)

2．學(xué)習(xí)力敏傳感器的定標(biāo)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(shù)的實驗方法稱為拉脫法．若金屬片為環(huán)狀吊片時，考慮一級近似，可以認(rèn)為脫離力為表面張力系數(shù)乘上脫離表面的周長，即

F=α·π(D1十D2)（1）

式中，F(xiàn)為脫離力，D1，D2分別為圓環(huán)的外徑和內(nèi)徑，α為液體的表面張力系數(shù)．4

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，其中芯片由四個硅擴散電阻集成一個非平衡電橋，當(dāng)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(xiàn)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]

FD-NST-B液體表面張力系數(shù)測試儀。其他裝置包括鐵架臺,微調(diào)升降臺,裝有力敏傳感器的固定桿,盛液體的玻璃皿和圓環(huán)形吊片。

[實驗內(nèi)容]

1、力敏傳感器的定標(biāo)

每個力敏傳感器的靈敏度都有所不同，在實驗前，應(yīng)先將其定標(biāo)，步驟如下：打開儀器的電源開關(guān)，將儀器預(yù)熱。（2）在傳感器梁端頭小鉤中，掛上砝碼盤，調(diào)節(jié)電子組合儀上的補償電壓旋鈕，使數(shù)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(zhì)量的砝碼，記錄相應(yīng)這些砝碼力F作用下，數(shù)字電壓表的讀數(shù)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(huán)的測量與清潔

（1）用游標(biāo)卡尺測量金屬圓環(huán)的外徑D1和內(nèi)徑D2（2）環(huán)的表面狀況與測量結(jié)果有很大的關(guān)系，實驗前應(yīng)將金屬環(huán)狀吊片在NaOH溶液中浸泡20－30秒，然后用凈水洗凈。

3、液體的表面張力系數(shù)

（1）將金屬環(huán)狀吊片掛在傳感器的小鉤上，調(diào)節(jié)升降臺，將液體升至靠近環(huán)片的下沿，觀察環(huán)狀吊片下沿與待測液面是否平行，如果不平行，將金屬環(huán)狀片取下后，調(diào)節(jié)吊片上的細(xì)絲，使吊片與待測液面平行。

（2）調(diào)節(jié)容器下的升降臺，使其漸漸上升，將環(huán)片的下沿部分全部浸沒于待測液體，然后反向調(diào)節(jié)升降臺，使液面逐漸下降，這時，金屬環(huán)片和液面間形成一環(huán)形液膜，繼續(xù)下降液面，測出環(huán)形液膜即將拉斷前一瞬間數(shù)字電壓表讀數(shù)值U1和液膜拉斷后一瞬間數(shù)字電壓表讀數(shù)值U2。

△U＝U1-U2

（3）將實驗數(shù)據(jù)代人公式（2）和（1），求出液體的表面張力系數(shù)，并與標(biāo)準(zhǔn)值進行比較。

三、實驗數(shù)據(jù)和記錄1、力傳感器定標(biāo)（g=9.794m/s2）砝碼個數(shù)（個）012345電壓（+）（mV）10.826.141.857.272.787.9電壓（—）（mV）9.925.541.256.671.187.5電壓平均（mV）10.3525.841.556.972.487.72、水的表面張力系數(shù)的測量

水的溫度：θ=24攝氏度.金屬環(huán)外徑D1=3.50cm,內(nèi)徑D2=3.31測定次數(shù)12345U1(mV)57.858.057.957.957.4U2(mV)9.89.79.79.79.6四、數(shù)據(jù)處理

利用最小二乘法軟件畫出下圖：經(jīng)最小二乘法擬合得B=U/F=3.16mV/N,擬合的線性相關(guān)系數(shù)r=__________平均值：=_______N/m

附：水的表面張力系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值：

A/N.m--1

水的溫度t/C

0.07422

10

0.07322