液體表面張力的測定實驗課件

1、2022/9/25液體表面張力系數(shù)的測定2022/9/24液體表面張力系數(shù)的測定一、表面張力現(xiàn)象與形成條件為什么水面上的小昆蟲能在水面上行走，而不會沉入水中？用水吹不出氣泡，而洗衣粉水、肥皂水則可以？一、表面張力現(xiàn)象與形成條件為什么水面上的小昆蟲能在水面上行走2022/9/25大珠小珠落玉盤2022/9/24大珠小珠落玉盤二、表面張力的定性解釋 分子間既有引力作用 又有斥力作用r二、表面張力的定性解釋r液體表面張力產生的原因是 液體跟氣體接觸的表面存在一個薄層，叫做表面層。2022/9/25液體表面張力產生的原因是 液體跟氣體接觸的表面存在一個薄層， 表面層里的分子比液體內部稀疏，分子間的距離

2、比液體內部大一些，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，具有收縮趨勢，所受合外力指向液體內部，因此有向液體內部運動的趨勢，就是表面張力產生的原因。2022/9/25 表面層里的分子比液體內部稀疏，分子間的距離比液體內部大如果液面是水平的，則表面張力f也是水平的。當平衡時，沿周界的表面張力互相抵消。此時液體表面內外壓相等，而且等于表面上的外壓力P0。2022/9/25如果液面是水平的，則表面張力f也是水平的。當平衡時，沿周界的如果液面是彎曲的，則沿AB周界面上的表面張力f不是水平的。當平衡時，表面張力將有一合力。當液面為凸形時，合力指向液體內部。 表面內部的液體分子所受壓力必大于外部壓力。2022/9/2

3、5如果液面是彎曲的，則沿AB周界面上的表面張力f不是水平的。當當液面為凹形時，合力指向液體外部。液體內部的壓力將小于外面的壓力。2022/9/25當液面為凹形時，合力指向液體外部。液體內部的壓力將小于外面的影響表面張力的因素溫度雜質含量影響表面張力的因素溫度三、實驗測量方法: 拉脫法 毛細管升高法 液滴測重法 我們的實驗采用第一種實驗方法。裝置示意圖如下： 三、實驗測量方法: 拉脫法1、基本原理 膜拉脫時的最大力2、要解決的技術問題 微小變力的測量方法3、微小變力的測量方法 非電量電測，通過物理效應將非電學量轉換為電學量進行測量。在本實驗中利用壓電效應將力轉換為電壓進行測量。2022/9/25

4、 拉脫法1、基本原理2022/9/241）.標定力傳感器靈敏度(求斜率)； U為測量電壓，F(xiàn)是拉力，B是靈敏度2) 測量水的表面張力系數(shù) D2吊環(huán)外徑; D1吊環(huán)內徑; U1吊環(huán)脫離水面前電壓極大值； U2吊環(huán)脫離水面后電壓穩(wěn)定值；1）.標定力傳感器靈敏度(求斜率)；四、實驗儀器：2022/9/25電壓表四、實驗儀器：2022/9/24電壓表五、實驗步驟：1.定標的實驗步驟：調節(jié)儀器水平調傳感器高度和位置，注意其水平。掛上掛環(huán)后，調節(jié)傳感器高度、方位、長度，讓其處于升降臺的中央；在測量過程中不能變動。 掛上砝碼托盤,打開電壓表電源，將起始讀數(shù)調在10.0-50.0mV之間。加砝碼，穩(wěn)定后讀電壓

5、表示數(shù)（加、減砝碼各測一次）。五、實驗步驟：1.定標的實驗步驟：2.測量水的表面張力的實驗步驟：掛上吊環(huán)，注意掛環(huán)水平；以順時針轉動升降臺使液面上升至環(huán)下沿部分沒入液體中；改為逆時針轉動升降臺使液面下降；試測，若數(shù)據(jù)問題即可開始實驗數(shù)據(jù)記錄；觀察環(huán)浸入液體中及從液體中拉起時的電壓表最大讀數(shù) 和拉斷穩(wěn)定后的讀數(shù) 并記錄在表格中。2022/9/252.測量水的表面張力的實驗步驟：2022/9/24操作注意事項掛上砝碼托盤后，電壓表起始讀數(shù)調在10.0-50.0mV之間；掛上吊環(huán)時要用力較輕，以免損壞傳感器掛鉤；調節(jié)傳感器水平、高度和長短并在整個實驗中保持不變。同時，掛鉤位置也不變；取放砝碼必須用鑷

6、子不能用手直接拿；仔細檢查吊環(huán)水平，在旋轉升降臺時，盡量使液體的波動要??；工作室不宜風力較大，以免吊環(huán)擺動致使零點波動，所測系數(shù)不正確；完成實驗后，將水盤中的水倒掉并擦拭干凈；關掉電源，擺放整齊。操作注意事項掛上砝碼托盤后，電壓表起始讀數(shù)調在10.0-501.力敏傳感器定標 g=9.794 m/s2砝碼6個，每個質量0.500g，注意力的單位和數(shù)量級六、數(shù)據(jù)處理砝碼個數(shù) 123456力U+ U- 電壓（mV，平均值）1.力敏傳感器定標 g=9.794 2022/9/25利用圖解法求解B（參考值B=3.00V/N）說明：1.橫坐標是力，縱坐標為電壓。注意標度、單位和數(shù)量級； 2.連線時必須連直線

7、； 3.取點，取相距較遠的兩個非測量點并讀出其值； 4.計算出傳感器的靈敏度。 B應該取幾位？2022/9/24利用圖解法求解B（參考值B=3.00V/N數(shù)據(jù)處理舉例 (注意單位、有效數(shù)字、數(shù)量級3.013） 一、力敏傳感器定標 g=9.794 m/s2砝碼個數(shù)123456電壓 mV，U1U2U3U4U5U6平均值9.624.639.354.068.683.52022/9/251、逐差法求靈敏度B U4 U1= 44.4 U5- U2= 44.0 U6- U3=44.2 2、平均法求B列出6個方程前三個方程相加有 73.5=3.00gB +3A (1)后三個方程相加有 206.1=7.50 g

8、B +3A (2) 所以， 算出表面張力系數(shù)數(shù)據(jù)處理舉例 (注意單位、有效數(shù)字、數(shù)量級3.013） 2.計算表面張力系數(shù)計算公式測定次數(shù) 1 2 3 4 5 6 U1（mV） U2 (mV) U1-U2 2.計算表面張力系數(shù)計算公式測定1 2 3 4 5 6 U1關于有效數(shù)字20元=20.00元 ?數(shù)字儀表顯示 20mV=20.0 mV ?20mV=19.5-20.4 mV （范圍）20.0 mV=19.95-20.04 mV（范圍）二者意義不一樣。計算時，中間結果的有效位數(shù)不能少于直接測量數(shù)據(jù)的有效位數(shù)。2022/9/25關于有效數(shù)字20元=20.00元 ?2022/9/242022/9/252022/9/242022/9/252022/9/24思考與習題：1、實驗中用了什么方式測力？其基本原理是什么？2、水的表面