液體表面張力系數(shù)的測定報告

1、南昌高校物理試驗報告 課程名稱： 高校物理試驗 試驗名稱： 液體表面張力系數(shù)的測定 學院： 管理學院 專業(yè)班級： 同學姓名： 學號： 試驗地點： 基礎試驗大樓608 座位號： 試驗時間： 第三周星期天下午四點開頭 液體表面張力系數(shù)的測定試驗報告【試驗目的】1了解水的表面性質(zhì)，用拉脫法測定室溫下水的表面張力系數(shù)。2學會使用焦利氏秤測量微小力的原理和方法?！驹囼瀮x器】焦利秤，砝碼，燒杯，溫度計，鑷子，水，游標卡尺等。【試驗原理】液體表面層內(nèi)分子相互作用的結(jié)果使得液體表面自然收縮猶如緊急的彈性薄膜。由于液面收縮而產(chǎn)生的沿著切線方向的力稱為表面張力。設想在液面上作長為L的線段，線段兩側(cè)液面便有張力f相

2、互作用，其方向與L垂直，大小與線段長度L成正比。即有： 稱為液體表面張力系數(shù)，單位：N/m。將一表面潔凈的長為L、寬為d的矩形金屬片(或金屬絲)豎直浸入水中，然后漸漸提起一張水膜，當金屬片將要脫離液面，即拉起的水膜剛好要裂開時，則有F=mg+f。其中，F(xiàn)為拉出時所用的力，mg為金屬片和帶起的水膜的總質(zhì)量，f為表面張力。試驗中利用金屬圓環(huán)，則： f=F-mg【試驗步驟】1安裝好儀器，掛好彈簧調(diào)整底板的三個水平調(diào)整螺絲，使焦利秤立柱豎直。在主尺頂部掛入吊鉤再安裝彈簧和配重圓柱體使小指針被夾在兩個配重圓柱中間，配重圓柱體下端通過吊鉤鉤住砝碼托盤。調(diào)整小游標的高度使小游標左側(cè)的基準線大致對準指針，鎖緊

3、固定小游標的鎖緊螺釘然后調(diào)整微調(diào)螺絲使指針與鏡子框邊的刻線重合當鏡子邊框上刻線、指針和指針的像重合時(即稱為“三線對齊”)，讀出游標0線對應刻度的數(shù)值L0.2測母彈簧的倔強系數(shù)K：依次增加1.0g砝碼即將質(zhì)量為1.0g，2.0g3.0g，9.0g的砝碼加在下盤內(nèi)。調(diào)整小游標的高度每次都重新使三線對齊，分別登記游標0線所指示的讀數(shù)L1L2，L9；再逐次削減1.0g砝碼調(diào)整小游標的高度每次都重新使三線對齊，分別登記游標。線所指示的讀數(shù)L9，L8，L0，取二者平均值，用逐差法求出彈簧的倔強系數(shù)。即 3 測(F一mg)值。將潔凈的金屬圓環(huán)掛在彈簧下端的小鉤子上，調(diào)整小游標的高度使三線對齊登記此時游標0

4、線指示讀數(shù)S0。把裝有蒸餾水的燒杯置于焦利平臺上，調(diào)整平臺位置，使金屬片浸入水中，轉(zhuǎn)動平臺旋鈕使平臺緩緩下降，下降的過程中金屬圓環(huán)底部會拉成水膜，在水膜還沒有裂開時需調(diào)整三線對齊，然后再使平臺下降一點，重復剛才的調(diào)整，直到平臺略微下降，金屬圓環(huán)剛好脫出液面為止，登記此時游標0線所指示的讀數(shù)S，算出S=SS0的值，即為在表面張力作用下彈簧的伸長量，重復測量5次，求出平均值，此時有F-mg=f=KS代入可得: 4用卡尺測出d1，d2值，將數(shù)據(jù)代入式中即可算出水的值。再記錄室溫，可查出此溫度下蒸餾水的標準值，并做比較.【數(shù)據(jù)處理】1.用逐差法計算彈簧的倔強系數(shù)（試驗溫度：180C）砝碼數(shù)增重讀數(shù)(m

5、m)減重讀數(shù)(mm)平均數(shù)(mm)(mm)0298.62299.04298.8318.171302.16302.72302.4418.142306.00306.40306.2018.183309.26310.14309.7018.484313.68313.42313.5518.205317.22316.78317.00     6320.46320.70320.587324.46324.30324.388328.24328.12328.189331.72331.76331.7518.234 mm= 2.695 N/m0.139 mm0.167

6、mm=0.019 mm=0.168 mm2計算液體表面張力次數(shù)初始位置S0(mm)水膜裂開時讀數(shù)Si(mm)S=SiS0(mm)(mm)1279.32281.382.062.0282280.04281.601.563279.30281.302.004279.38281.382.005279.12281.642.520.116 mm0.140 mm0.019 mm=0.141 mm3. 金屬環(huán)外、內(nèi)直徑的測量(本試驗直接給同學結(jié)果)平均值(mm)d1 34.92d2 33.120.0256 N/m3計算表面張力系數(shù)及不確定度0.0909 N/m4. 表面張力系數(shù)的理論值：0.

7、0728 N/m【誤差分析】1. 由于水是自來水,其中還有漂白粉,金屬離子等雜質(zhì),故導致試驗誤差較大!2. 操作中,無法保證金屬環(huán)面水平,使得液膜提前裂開,導致消滅誤差.3. 讀數(shù)時很難保證確定靜止時讀數(shù),導致讀數(shù)的人為誤差.4. 由數(shù)據(jù)的標準差可知,數(shù)據(jù)偏離程度較大, 擬合程度不好5. 試驗的焦利秤立柱未達到豎直.【思考題】1. 用焦利稱測量微小力的依據(jù)是什么？答：焦利稱就是一個彈簧測力計，它的刻度分度值為0.02mm，三線合一時可以精確測量。2金屬圓環(huán)浸入水中，然后輕輕提起到底面與水面相平常，試分析金屬圓環(huán)在豎直方向的受力。答：受到豎直向下的重力，收到向下的液體表面張力，粘附在金屬環(huán)上的液珠的重力，以及金屬絲對圓環(huán)向上拉力。3 分析（2）式成立的條件，試驗中應如何保證這些條件實現(xiàn)？答：試驗器材保持潔凈，不用手觸摸，用鑷子夾取。保持金屬環(huán)底部水平，試驗環(huán)境的穩(wěn)定。4 本試驗中為何支配測（Fm