液體表面張力實驗報告

1、液體表面張力系數(shù)的測量實驗報告日期：年 月 日 班級：姓名：成績：【實驗原理】（簡述）【實驗儀器】【實驗操作步驟】【實驗內(nèi)容、數(shù)據(jù)表格】1 .硅壓阻力敏傳感器定標(biāo)力敏傳感器上分別加各種質(zhì)量祛碼，測出相應(yīng)的電壓輸出值，實驗結(jié)果見表lo表1力敏傳感器定標(biāo)數(shù)據(jù)表格物體質(zhì)量m/g輸出電壓V/mV經(jīng)作圖法擬合得傳感器的靈敏度 mV/No天津地區(qū)重力加速度g = 9.801m/S2。2 .純凈水表面張力系數(shù)的測量用游標(biāo)卡尺測量金屬圓環(huán)：外徑Di二 cm,內(nèi)徑 D2=cm ,調(diào)節(jié)上升架，記錄環(huán)在即將拉斷水柱時數(shù)字電壓 表讀數(shù)Ui，拉斷時數(shù)字電壓表的讀數(shù)U2 ,結(jié)果見表2 ,測量6 次。表2純水的表面張力系數(shù)

2、測量數(shù)據(jù)表格（水的溫度）測量次數(shù)Ui/mVU2/mV/mVf/xlONN/m123456在此溫度下水的表面張力系數(shù)為 N/mo經(jīng)查表，在T=時水的表面張力系數(shù)為_N/m ,百分誤差為%o【數(shù)據(jù)處理】1 .硅壓阻力敏傳感器定標(biāo)根據(jù)數(shù)據(jù)表格1,在坐標(biāo)紙上做關(guān)于跌碼質(zhì)量與輸出電壓之間 的關(guān)系，并擬合出傳感器的靈敏度曲線，求出靈敏度。此處粘貼坐標(biāo)紙計算公式：2 .純凈水表面張力系數(shù)的測量（寫出必要的計算過程）液體表面張力系數(shù)的測定液體的表面張力是表征液體性質(zhì)的一個重要參數(shù),測量液體的表面張 力系數(shù)有多種方法，拉脫法是測量液體表面張力系數(shù)常用的方法之 一.該方法的特點(diǎn)是，用秤量儀器直接測量液體的表面張力

3、，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-3-2的儀器要求較高，由于用拉脫法測量液體表面的張力約在lx10 1x10 N之間，因此需要有一種量程范圍較小，靈敏度高，且穩(wěn)定性好的測量力的儀器.近 年來，新發(fā)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(tǒng)的焦利秤、扭秤等靈敏度高，穩(wěn)定性好， 且可數(shù)字信號顯示，利于計算機(jī)實時測量，為了能對各類液體的表面 張力系數(shù)的不同有深刻的嚼華，在對水進(jìn)行測量以后，再對不同濃度 的酒精溶液進(jìn)行測量，這樣可以明顯觀察到表面張力系數(shù)隨液體濃度 的變化而變化的現(xiàn)象,從而對這個概念加深嘲華。實驗?zāi)康? .用拉脫法測量室溫

4、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=a-ir(Dl + D2) ( 1)式中，F(xiàn)為脫離力，DI , D2分別為圓環(huán)的外徑和內(nèi)徑,a為液體的 表面張力系數(shù).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(kuò)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

5、)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，為 傳感器輸出電壓的大小。實驗裝置1 .結(jié)構(gòu)圖圖1結(jié)構(gòu)圖1、水平調(diào)節(jié)螺絲2、升降螺絲3、玻璃器皿4、吊環(huán)5、力敏傳感 器6、支架7、固定螺絲8、航空插頭9、底座10、數(shù)字電壓表11、 調(diào)零圖2為實驗裝置圖，其中，液體表面張力測定儀包括硅擴(kuò)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(shù)字電壓表.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，實驗證明,當(dāng)環(huán)的直徑在3cm附近而液體和金屬環(huán) 接觸的接觸角近似為零時.運(yùn)用公式(1)測量各種液體的表面張力系數(shù) 的結(jié)果較為正確。圖2液體表面張力測

6、定裝置2 .儀器組成及技術(shù)指標(biāo)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 (用祛碼質(zhì)量作單位定標(biāo))(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(shù)顯示：200 mV三位半數(shù)顯表(2)調(diào)零：手動多圈電位器（3 ）連接方式：5芯航空插頭1.3 力敏傳感器固定支架、升降臺、底板及水平調(diào)節(jié)裝置1.4 吊環(huán)：外徑（p3.5cm、內(nèi)徑53.3、高0.8cm的鋁合金吊環(huán)。1.5 直徑（pl2.00cm或（pl3.00cm玻璃器皿一只1.6 跌碼盤及0.5克碳碼7只1.7 用本儀器測量水等液體的表面張力系數(shù)的誤差45%3 .

7、使用步驟3.1 開機(jī)預(yù)熱。3.2 清洗玻璃器皿和吊環(huán)。3.3 在玻璃器皿內(nèi)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 將建碼盤掛在力敏傳感器的鉤上。3.5 若整機(jī)已預(yù)熱15分鐘以上，可對力敏傳感器定標(biāo)，在加磋碼前 應(yīng)首先對儀器調(diào)零，安放祛碼時應(yīng)盡量輕，并在它晃動停止之后，方 可讀數(shù)。3.6 換吊環(huán)前應(yīng)先測定吊環(huán)的內(nèi)外直徑，然后掛上吊環(huán)，在測定液體 表面張力系數(shù)過力敏傳感器液體農(nóng)面張力系數(shù)測定儀mV輸入向程中，可觀察到液體產(chǎn)生的浮力與張力的情況與現(xiàn)象，以順時針轉(zhuǎn)動升降臺大螺帽時液體2液面上升，當(dāng)環(huán)下沿部分均浸入液體中時，改為逆時針轉(zhuǎn)動該螺帽， 這時液面往下

8、降（或者說相對吊環(huán)往上提拉），觀察環(huán)浸入液體中及 從液體中拉起時的物理過程和現(xiàn)象。特別應(yīng)注意吊環(huán)即將拉斷液柱前 一瞬間數(shù)字電壓表讀數(shù)值為U1，拉斷時瞬間數(shù)字電壓表讀數(shù)為U2O 記下這兩個數(shù)值。4 .整機(jī)使用注意事項4.1 吊環(huán)須嚴(yán)格處理干凈?？捎肗aOH溶液洗凈油污或雜質(zhì)后，用 清潔水沖洗干凈，并用熱吹風(fēng)烘干。004.2吊環(huán)水平須調(diào)節(jié)好，注意偏差1 ,測量結(jié)果引入誤差為0.5% ; 偏差2 ,貝U誤差1.6%o4.3 儀器開機(jī)需預(yù)熱15分鐘。4.4 在旋轉(zhuǎn)升降臺時，盡量使液體的波動要小。4.5 實驗室內(nèi)不可有風(fēng)，以免吊環(huán)擺動致使零點(diǎn)波動，所測系數(shù)不正 確。4.6 若液體為純凈水。在使用過程中防

9、止灰塵和油污及其它雜質(zhì)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(jié)束須將吊環(huán)用清潔紙擦干，用清潔紙包好，放入干燥缸內(nèi)。實驗內(nèi)容一、必做部分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)，定 標(biāo)步驟如下：(1 )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，掛上磋碼盤，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕，使數(shù)字 電壓表顯示為零。(3 )在祛碼盤上分另U如0.5g、1.0gs 1.5g、2.0gs 2.5g、3.0g等 質(zhì)量的怯碼，記錄柜應(yīng)這些跌碼力F作用下，數(shù)字電壓表的讀數(shù)值 U.(4 )

10、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Na。H溶液中浸泡20 3。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U2OU = U1U2（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(jìn)行匕限。二、選做部分測出其他待測液體，如酒精、乙醛、丙酮等在不同濃度下的表面張力 系數(shù)3三、實驗數(shù)據(jù)和記錄1、傳感器靈敏度的測量硅用幾0. 5001.0001. 5002. a