液体表面张力系数的测定报告

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1、南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：液体表面张力系数的测定学院：管理学院专业班级：学生姓名：学号：实验地点：基础实验大楼608座位号：实验时间：第三周星期天下午四点开始液体表面张力系数的测定实验报告【实验目的】1．了解水的表面性质，用拉脱法测定室温下水的表面张力系数。2．学会使用焦利氏秤测量微小力的原理和方法。【实验仪器】焦利秤，砝码，烧杯，温度计，镊子，水，游标卡尺等。【实验原理】液体表面层内分子相互作用的结果使得液体表面自然收缩．犹如紧张的弹性薄膜。由于液面收缩而产生的沿着切线方向的力称为表面张力。设想在液面上作长为L的线

2、段，线段两侧液面便有张力f相互作用，其方向与L垂直，大小与线段长度L成正比。即有：α称为液体表面张力系数，单位：N/m。将一表面洁净的长为L、宽为d的矩形金属片(或金属丝)竖直浸入水中，然后慢慢提起一张水膜，当金属片将要脱离液面，即拉起的水膜刚好要破裂时，则有F=mg+f。其中，F为拉出时所用的力，mg为金属片和带起的水膜的总质量，f为表面张力。实验中利用金属圆环，则：f=F-mg【实验步骤】1．安装好仪器，挂好弹簧．调节底板的三个水平调节螺丝，使焦利秤立柱竖直。在主尺顶部挂入吊钩再安装弹簧和配重圆柱体．使小指针被夹在两个配重圆柱中间，配重圆

3、柱体下端通过吊钩钩住砝码托盘。调整小游标的高度使小游标左侧的基准线大致对准指针，锁紧固定小游标的锁紧螺钉．然后调节微调螺丝使指针与镜子框边的刻线重合．当镜子边框上刻线、指针和指针的像重合时(即称为“三线对齐”)，读出游标0线对应刻度的数值L0.2．测母弹簧的倔强系数K：依次增加1.0g砝码．即将质量为1.0g，2.0g．3.0g，…，9.0g的砝码加在下盘内。调整小游标的高度．每次都重新使三线对齐，分别记下游标0线所指示的读数L1．L2，…，L9；再逐次减少1.0g砝码．调整小游标的高度．每次都重新使三线对齐，分别记下游标。线所指示的读数L9

4、’，L8’，…．L0’，取二者平均值，用逐差法求出弹簧的倔强系数。即3．测(F一mg)值。将洁净的金属圆环挂在弹簧下端的小钩子上，调整小游标的高度使三线对齐．记下此时游标0线指示读数S0。把装有蒸馏水的烧杯置于焦利平台上，调节平台位置，使金属片浸入水中，转动平台旋钮使平台缓缓下降，下降的过程中金属圆环底部会拉成水膜，在水膜还没有破裂时需调节三线对齐，然后再使平台下降一点，重复刚才的调节，直到平台稍微下降，金属圆环刚好脱出液面为止，记下此时游标0线所指示的读数S，算出△S=S—S0的值，即为在表面张力作用下弹簧的伸长量，重复测量5次，求出平均值

5、，此时有F-mg=f=K△S代入可得:4．用卡尺测出d1，d2值，将数据代入式中即可算出水的α值。再记录室温，可查出此温度下蒸馏水的标准值α，并做比较.【数据处理】1.用逐差法计算弹簧的倔强系数（实验温度：180C）砝码数增重读数(mm)减重读数(mm)平均数(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

6、.00     6320.46320.70320.587324.46324.30324.388328.24328.12328.189331.72331.76331.7518.234mm=2.695N/m0.139mm0.167mm=0.019mm=0.168mm2．计算液体表面张力次数初始位置S0(mm)水膜破裂时读数Si(mm)ΔS=Si－S0(mm)(mm)1279.32281.382.062.0282280.04281.601.563279.30281.302.004279.38281.382.005279.12281.642.520.

7、116mm0.140mm0.019mm=0.141mm3.金属环外、内直径的测量(本实验直接给学生结果)平均值(mm)d1 34.92d2 33.120.0256N/m3．计算表面张力系数及不确定度0.0909N/m4.表面张力系数的理论值：0.0728N/m【误差分析】1.由于水是自来水,其中还有漂白粉,金属离子等杂质,故导致实验误差较大!2.操作中,无法保证金属环面水平,使得液膜提前破裂,导致出现误差.3.读数时很难保证绝对静止时读数,导致读数的人为误差.4.由数据的标准差可知,数据偏离程度较大,拟合程度不好5.实验的焦利秤立柱未达到竖直

8、.【思考题】1.用焦利称测量微小力的依据是什么？答：焦利称就是一个弹簧测力计，它的刻度分度值为0.02mm，三线合一时可以精确测量。2．金属圆环浸入水中，然后轻轻提