液體表面張力系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、液體表面張力系數(shù)的測(cè)定一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)用界面張力儀測(cè)微小力的原理和方法。2深入了解液體表面張力的概念，并測(cè)定液體的表面張力系數(shù)二實(shí)驗(yàn)原理 1液體表面張力由于液體分子之間存在作用力，使每個(gè)位于表面層內(nèi)的分子都受到一個(gè)指向液體內(nèi)部的力，這就使每個(gè)分子都有從液體表面進(jìn)入液體內(nèi)部的傾向，所以液體表面積有收縮的趨勢(shì)，在沒(méi)有外力的情況下， 液滴總是呈球形，致使其表面積縮到最小， 這種使液體表面收縮的力 叫做液體的表面張力。2液體表面張力系數(shù)的測(cè)量原理E圖1如圖1,將一表面潔凈的矩形金屬薄片浸入水中，使其底邊保持水平，然后將其輕輕提起，則其附近液面呈現(xiàn)如圖示的形狀，則0時(shí)，f方向趨向垂直向下。在金屬片脫離液

2、體前，受力平衡條件為mg (1)2 (ld) (2)F mg2(l d)(3)若用金屬環(huán)替代金屬片，則（3）式變?yōu)镕 mg(d1 d2)(4)式中di, d2為圓環(huán)的內(nèi)外直徑。F mg若用補(bǔ)償法消除 mg的影響，即則(4)式可寫(xiě)為(5)(d1d2)即為液體表面張力系數(shù)。三實(shí)驗(yàn)儀器液體界面張力儀、標(biāo)準(zhǔn)祛碼、環(huán)形測(cè)件、玻璃杯、鐐子、純凈水、小紙片 四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1儀器調(diào)整。調(diào)整儀器水平，刻度盤(pán)歸零。2調(diào)零。將小紙片放在金屬環(huán)上，調(diào)整調(diào)零旋扭，通過(guò)放大鏡觀察，指針、指針的像及紅線(xiàn) 三線(xiàn)重合。3繪制質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)分別在小紙片上放 100mg、300 mg、500 mg、700 mg、 1000 mg的

3、祛碼，記下對(duì)應(yīng) 的刻度盤(pán)的示數(shù)。以所加祛碼的質(zhì)量作為橫坐標(biāo)， 刻度盤(pán)的示數(shù)作為縱坐標(biāo)，繪制質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 曲線(xiàn)。4測(cè)量純凈水的表面張力系數(shù)調(diào)零。用玻璃杯盛大約 2/3的水，放在樣品座上，調(diào)節(jié)樣品座的高度，使金屬環(huán)剛好浸過(guò)水面。左手調(diào)節(jié)樣品座下面的螺絲，使樣品座緩慢的下降，右手調(diào)節(jié)蝸輪旋扭。 兩手調(diào)節(jié)的同時(shí)，眼睛觀察三線(xiàn)始終重合，直到環(huán)把水膜拉破為止。記下刻度盤(pán)示數(shù)M'。為了消除隨機(jī)誤差，共測(cè)五次。6將M '在質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上查得水作用在金屬環(huán)上的表面張力f mg ,按式(5)計(jì)算出水的表面張力系數(shù)。五數(shù)據(jù)記錄及處理1金屬環(huán)的直徑外徑：di (19.670 0.001)mm 內(nèi)徑：d1(

4、18.470 0.001)mm2繪制質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表加祛碼質(zhì)量/mg1003005007001000刻度盤(pán)讀數(shù)/mn8.626.342.658.585.0由圖可以看出，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)為一直線(xiàn)，因此 M與m成線(xiàn)性關(guān)系，可在直線(xiàn)上取兩個(gè)點(diǎn)(400, 339), (900, 761)或由最小二乘法擬合該曲線(xiàn)方程為M 0.084m 0.4 (6)根據(jù)上表：用75.0 7676.3左8/。575.84mn3測(cè)量M 數(shù)據(jù)見(jiàn)下表測(cè)量次數(shù)12345平均M 7mn.m-175.076.176.375.876.075.84一c(Mi Mi)2A類(lèi)不確定度分量SMJ 0.2M . n(n 1)B類(lèi)不

5、確定度分量U0.03合成不確定度M,.S2 U20.2所以 M (75.8 0.2)mn(7)將(7)代入(6)可得m 893.4mgM 2 2_m的傳播不確te度為m1() i 5.0mg, xim (893 5) mg4計(jì)算水的表面張力系數(shù)將di, d2, m代入表面張力系數(shù)公式f3173.03 10 N m(di d2)其傳播不確定度為I"/M22222231.()i()m ()d 0.41 10 N mxi. md在溫度為19.4C時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的水的表面張力系數(shù)為(73.0 0.4) 10 3N m 1同溫度下水的標(biāo)準(zhǔn)張力系數(shù)為標(biāo) 72.89 10 3N m 1相對(duì)誤差為B - 100% 0.19%標(biāo)六實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論通過(guò)實(shí)驗(yàn)，比較精確的測(cè)量了純凈水與空氣接觸的時(shí)候的表面張力系數(shù)，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，得到了比較準(zhǔn)確的結(jié)果。誤差可能出現(xiàn)的原因有以下幾種可能：1測(cè)量金屬環(huán)本身不是太平，在拉破水膜的時(shí)候有誤差存在。2讀數(shù)時(shí)候的視覺(jué)誤差，即人為的誤差，盡可能的避免。3操作時(shí)候的誤差，也應(yīng)盡量避免。4環(huán)境造成的誤差，人在走動(dòng)時(shí)