表面张力系的测定.doc

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1、1.姓名：翟旭明学号：PB05210058实验组号：27组内编号：92.实验题目：表面张力系数的测定3.目的要求：4.仪器用具：金属框、金属圈、焦利氏秤、砝码、钢板尺（量程0.5m）、水、洗洁精溶液、镊子。5.实验原理：液体表面张力，其中，F为拉力，mg为金属框重力。由此计算出表面张力系数。6.实验内容：1、确定焦利氏秤上锥形弹簧的劲度系数。2、测量水的表面张力系数。3、测量洗洁精溶液的表面张力系数。7.数据表格：1、确定焦利氏秤上锥形弹簧的劲度系数。砝码质量m/g0.00.51.01.5升降杆位置

2、x/mm9.914.218.622.62.02.53.03.54.04.55.026.931.435.640.144.648.953.32、测量水的表面张力系数。金属圈直径d/mm33.533.233.533.533.533.833.3升降杆始末位置xw/mm17.4～30.437.3～51.043.4～57.33、测量洗洁精溶液的表面张力系数。金属框长度l/mm50.549.850.6升降杆始末位置xs/mm42.6～45.332.3～34.935.9～38.68.数据处理及结果：1、确定焦利氏秤

3、上锥形弹簧的劲度系数。用逐差法计算劲度系数如下：砝码质量m/g升降杆位置x/mmΔx=x(m+2.5g)-x(m)0.09.921.50.514.221.41.018.621.51.522.622.02.026.922.02.531.421.93.035.63.540.14.044.64.548.95.053.3因此，逐差法计算的弹簧劲度系数k的最终表达式为：用作图法计算劲度系数：将砝码重量及升降杆对应位置的点描在图上，并对它们作线形拟合：直线拟合的方程形式为：y=A+Bx。拟合结果如下表：Para

4、meterValueErrorA-11.00630.13339B1.128060.00389RSDP0.999950.17692<0.0001因此，作图法得出的劲度系数为：k=1.12806N/m=1.13N/m。因此，作图法计算的弹簧劲度系数k的最终表达式为：在下面的计算中，弹簧的劲度系数取作图法得出的结果：k=1.12806N/m=1.13N/m。2、测量水的表面张力系数。根据上面数据表格中升降杆始末位置计算升降杆位移：升降杆始位置/mm升降杆末位置/mm升降杆位移Δxw/mm17.430.41

5、3.037.351.013.743.457.313.9利用如下公式计算金属圈直径和升降杆位移的平均值和A类不确定度：利用下表的数据和下面的公式计算水的表面张力系数及其合成不确定度：dΔxmean/mm33.4714313.53333uA/mm0.188980.47258tP1.111.32ΔB/mm0.150.1c3Sqrt[3]因此，水的表面张力系数σ的最终表达式为：3、测量洗洁精溶液的表面张力系数。根据上面数据表格中升降杆始末位置计算升降杆位移：升降杆始位置/mm升降杆末位置/mm升降杆位移Δx

6、w/mm42.645.32.732.334.92.635.938.62.7利用如下公式计算金属框直径和升降杆位移的平均值：因此，洗洁精溶液的表面张力系数σ=5.99×10-2N/m。1.作业题：1、相对于使用普通弹簧秤，焦利氏秤法的优点有：使用锥形弹簧可以克服弹簧重力引起的弹性系数变化；通过读取游标卡尺示数来得知弹簧拉力，可以更精确地测出拉力；通过机械装置来拉伸弹簧可以防止人手抖动对实验的影响；通过固定下端调节上端来拉伸弹簧能在液体膜破裂后仍然保持破裂前的读数，使得测量破裂瞬间拉力大小成为可能。2、

7、这样的“永动机”不能实现是因为，水如果要从B管流出，必须克服管内水的表面张力，即水的重力必须大于表面张力在竖直方向上的合力；然而水之所以会因为毛细现象沿着B管上升，正是因为表面张力在竖直方向上的合力大于重力，这与水流出的条件是矛盾的,因此这样的“永动机”是不可能实现的。2.讨论：