液體表面張力系數(shù)的測(cè)量

液體表面張力系數(shù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)原理液體表層內(nèi)分子力的宏觀表現(xiàn)，使液面具有收縮的趨勢(shì)。想象在液面上劃一條線，表面張力就表現(xiàn)在直線兩側(cè)的液體以一定的拉力相互作用。如圖所示，液體表面被長(zhǎng)度為l的直線分成兩部分，這兩部分之間的相互作用力f就是液體的表面張力。f垂直于直線1,并與表面相切，大小為f=6l,比例系數(shù)6是液體的表面張力系數(shù)，單位為N/m。如果能測(cè)出f和1,就可以算出表面張力系數(shù)6。拉脫法是一種直接測(cè)定液體表面張力的方法。將一個(gè)內(nèi)寬為1的門(mén)形金屬框垂直懸吊浸于待測(cè)液體中，緩慢、均勻地拉起，此時(shí)在金屬框附近的液面會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沿著液面的切線方向的表面張力f，由于張力的作用，金屬框四周將帶起一個(gè)水膜，水膜呈彎曲形狀，如圖所示。液體表面的切線與金屬絲門(mén)框面的切線之間的夾角稱(chēng)為接觸角（P

當(dāng)將金屬絲緩慢拉出水面時(shí)，張力f的方向?qū)㈦S著液面方向的改變而改變，接觸角逐漸減小而趨近于零，因此f的方向趨近于豎直向下，當(dāng)接觸角為零時(shí)，f的方向豎直向下。設(shè)在拉力T作用下彈簧伸長(zhǎng)AS,根據(jù)胡克定律可知：T=KAS,K為彈簧的勁度系數(shù)設(shè)金屬框細(xì)絲的直徑為d,內(nèi)寬為1,如圖所示。將金屬框浸入水中后，再將其緩緩提起，它會(huì)拉出一層與液體相連的液膜。由于表面張力的作用,焦利秤的讀數(shù)逐漸增大并達(dá)到一最大值,稍微超過(guò)此值,液膜即破裂。在液膜破裂的瞬間，則有F=W+26(1+d)+1dhpg,式中，W為金屬框的重力與所受浮力之差，ldhpg為水膜的重量。由于水膜有前后兩面,所以式中的表面張力為26(1+d)。所以，得到表面張力系數(shù)6=((F-W)-1dhpg)/(2*(d+1)).由于金屬框的直徑很小，所以這項(xiàng)值不大,一般忽略不計(jì)?？傻脧埩ο禂?shù)6=(F-W)/(2*(d+1))實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1?測(cè)量金屬框細(xì)絲直徑d和內(nèi)寬1（1） 用游標(biāo)卡尺測(cè)量金屬框細(xì)絲的直徑d（2） 用游標(biāo)卡尺測(cè)量金屬框細(xì)絲的內(nèi)寬l（3） 用鑷子夾住金屬框細(xì)絲在酒精燈火焰上燒至暗紅色（或用酒精棉球擦洗），玻璃燒杯用酒精棉球仔細(xì)擦拭干凈，以除去油污。清潔后的金屬框細(xì)絲切勿用手觸摸，應(yīng)用鑷子取出或存放。2?測(cè)量彈簧的勁度系數(shù)K（1）按圖掛好彈簧4、小鏡子5和砝碼盤(pán)，再調(diào)節(jié)底腳螺絲9，并調(diào)節(jié)彈簧4與玻璃管6的位置，使小鏡子垂直地位于玻璃管中間，四周不能與玻璃管接觸。轉(zhuǎn)動(dòng)升降鈕3，使小鏡子6上的刻線、小鏡子5上的刻線及刻線在鏡子中的像三者對(duì)齊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)三線對(duì)齊），讀出游標(biāo)零線所指示的主尺上的讀數(shù)Loo（2） 逐次將質(zhì)量為m（此處m為0.5g）的砝碼加在彈簧下方的砝碼盤(pán)內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)升降鈕3，重新調(diào)到三線對(duì)齊，分別記下在0.5g,lg,…,4.5g時(shí)游標(biāo)零線所指示的主尺刻度'L2L9再逐次減少0.5g砝碼，分別記錄游標(biāo)零線所指示的主尺刻度L9',LJ，…L,3.測(cè)F-W值、將盛液體的燒杯放在平臺(tái)7上，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)7下的螺絲8，使平臺(tái)和燒杯上升，金屬框細(xì)絲浸入液體中。然后一邊緩慢地下降平臺(tái)7，一邊緩慢調(diào)節(jié)升降鈕3，升高小鏡子中的刻線。每作上述同步調(diào)節(jié)均需保證三線對(duì)齊。當(dāng)金屬框上沿升至液體表面位置時(shí)，通過(guò)三線對(duì)齊記錄下此時(shí)游標(biāo)零線所指示的主尺讀數(shù)S0；記錄下降平臺(tái)7下面游標(biāo)讀數(shù)h0.緩慢重復(fù)上述調(diào)節(jié)，可以看到金屬框緩緩提起,金屬框中拉出一層與液體相連的液膜，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)螺絲8和升降鈕3，直到水膜被破壞的那一瞬間，金屬框細(xì)絲脫出液面為止。記下