液體表面張力系數(shù)的測(cè)定(修)(1)參考資料

1、莆液體表面張力系數(shù)的測(cè)定薃薁 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康捻?用拉脫法測(cè)量室溫下液體的表面張力系數(shù)膆2學(xué)習(xí)力敏傳感器的定標(biāo)方法蚅羃二、實(shí)驗(yàn)原理蒀液體的表面張力是表征液體性質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)本實(shí)驗(yàn)采用拉脫法測(cè)量液體的表面 張力系數(shù)。袇測(cè)量一個(gè)已知周長(zhǎng)的金屬片從待測(cè)液體表面脫離時(shí)需要的力，求得該液體表面張力系 數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法稱為拉脫法一個(gè)金屬環(huán)固定在傳感器上，將該環(huán)浸沒于液體中，并漸漸拉 起圓環(huán)，當(dāng)它從液面脫離時(shí)需要的力，即傳感器受到的拉力差值f為蚆F=n (D+D2) a( 1)肁式中：D1 D2分別為圓環(huán)外徑和內(nèi)徑，0為液體表面張力系數(shù)，g為重力加速度，所以液體表面張力系數(shù)為：罿 a 二F/ n (BD2)( 2

2、)薇由( 1)式，得液體表面張力蒃 f=(U 1 U 2)/K(3)蒄K為力敏傳感器靈敏度，單位 V/N。荿若金屬片為環(huán)狀吊片時(shí)，考慮一級(jí)近似，可以認(rèn)為脫離力為表面張力系數(shù)乘上脫離表面的周長(zhǎng)，即F=an-|(十D2)(1)薅式中，F(xiàn)為脫離力，Di, D2分別為圓環(huán)的外徑和內(nèi)徑，0為液體的表面張力系數(shù).薂本實(shí)驗(yàn)采用硅壓阻式力敏傳感器，它由彈性梁和貼在梁上的傳感器芯片組成，其中芯 片由四個(gè)硅擴(kuò)散電阻集成一個(gè)非平衡電橋，當(dāng)外界壓力作用于金屬梁時(shí)，在壓力作用下， 電橋失去平衡，此時(shí)將有電壓信號(hào)輸出，輸出電壓大小與所加外力成正此，即必U=KF(2)肇式中，F(xiàn)為外力的大小，K為硅壓阻式力敏傳感器的靈敏度，

3、單位 V/N o U為傳感器 輸出電壓的大小。薆由( 2)和( 3)式，液體表面張力系數(shù)為：蟻 a = U / K n (1+D2)( 3)蒁袈三、實(shí)驗(yàn)儀器莃液體表面張力測(cè)定儀，金屬架臺(tái) ,微調(diào)升降臺(tái) ,裝有力敏傳感器的固定桿 ,盛液體的玻璃皿和金屬環(huán)狀吊片。肅袁四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容蕿1、力敏傳感器的定標(biāo)蒅每個(gè)力敏傳感器的靈敏度都有所不同，在實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)先將其定標(biāo)，定標(biāo)步驟如下：膁(1)打開儀器的電源開關(guān)，將儀器預(yù)熱。莀(2)在傳感器梁端頭小鉤中，掛上砝碼盤，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕，使數(shù)字電壓表顯示為零。荿(3)在砝碼盤上分別添加如 0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g、3.0g等質(zhì)量的砝碼，記錄 相

4、應(yīng)這些砝碼力F作用下，數(shù)字電壓表的讀數(shù)值 U。薆（4）用最小二乘法作直線擬合 ，求出傳感器靈敏度 K.薄2、環(huán)的測(cè)量與清潔：蝿（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量金屬圓環(huán)的外徑 Di和內(nèi)徑D2。聿（2）環(huán)的表面狀況與測(cè)量結(jié)果有很大的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將金屬環(huán)狀吊片在 Na OH溶液中浸泡2030秒，然后用凈水洗凈。芄3、液體的表面張力系數(shù)螞（1）將金屬環(huán)狀吊片掛在傳感器的小鉤上，調(diào)節(jié)升降臺(tái)，將液體升至靠近環(huán)片的下沿，觀察環(huán)狀吊片下沿與待測(cè)液面是否平行，如果不平行，將金屬環(huán)狀片取下后，調(diào)節(jié)吊片上 的細(xì)絲，使吊片與待測(cè)液面平行。腿（2）調(diào)節(jié)容器下的升降臺(tái)，使其漸漸上升，將環(huán)片的下沿部分全部浸沒于待測(cè)液體， 然后反向調(diào)

5、節(jié)升降臺(tái)，使液面逐漸下降，這時(shí)，金屬環(huán)片和液面間形成一環(huán)形液膜，繼續(xù) 下降液面，測(cè)出環(huán)形液膜即將拉斷前一瞬間數(shù)字電壓表讀數(shù)值Ui和液膜拉斷后一瞬間數(shù)字電壓表讀數(shù)值U2。蒞（3）將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代人公式（3）,求出液體的表面張力系數(shù)，并與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，計(jì) 算其誤差。螀薈五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和記錄芆1、傳感器靈敏度的測(cè)量蒆砝碼/ g膃 0.500節(jié) 1.000肇1.500芄 2.000芁 2.500螁 3.000螇電壓/ mV芅蚄膀薇莇螂薀經(jīng)最小二乘法擬合得 K=mV/N,擬合的線性相關(guān)系數(shù)r=。羋2、水的表面張力系數(shù)的測(cè)量膄金屬環(huán)外徑 Di=cm,內(nèi)徑D2=cm, 水的溫度：t=C。肄編號(hào)罿 U mV羈 U

6、/mV U/mV芃F/N1蒈 a /N.m螈12345平均值：a=N/m。六、注意事項(xiàng)1、吊環(huán)須嚴(yán)格處理干凈?？捎?NaOH溶液洗凈油污或雜質(zhì)后，用清潔水沖洗干凈，并 用熱吹風(fēng)烘干。2、 吊環(huán)水平須調(diào)節(jié)好，注意偏差10,測(cè)量結(jié)果引入誤差為0.5% ；偏差2,則誤差1.6%。3、儀器開機(jī)需預(yù)熱15分鐘。4、在旋轉(zhuǎn)升降臺(tái)時(shí)，盡量使液體的波動(dòng)要小。5、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)不可有風(fēng)，以免吊環(huán)擺動(dòng)致使零點(diǎn)波動(dòng)，所測(cè)系數(shù)不正確。6、若液體為純凈水。在使用過程中防止灰塵和油污及其它雜質(zhì)污染特別注意手指不 要接觸被測(cè)液體。7、 力敏傳感器使用時(shí)用力不宜大于0.098N。過大的拉力傳感器容易損壞。 &實(shí)驗(yàn)結(jié)束須將吊環(huán)用清潔

7、紙擦干，用清潔紙包好，放入干燥缸內(nèi)。七、結(jié)構(gòu)示意圖1、傳感器固定座 2、防滑座3、力敏傳感器 4、吊環(huán) 5、玻璃器皿6、升降臺(tái) 7、調(diào)節(jié)螺絲8、 底座 9、傳感器接口（ 5芯） 10、電壓顯示窗口11、峰值保持：按此鍵后，指示燈亮，進(jìn)入峰值保持測(cè)量模式，此時(shí)測(cè)試儀將動(dòng)態(tài)記錄測(cè) 量值，并顯示測(cè)量的最大值；再次按下峰值保持鍵后，指示燈滅，進(jìn)入正常測(cè)試狀態(tài)；12、置零：非峰值保持測(cè)量模式下，按此鍵將對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行置零；13、復(fù)位：恢復(fù)開機(jī)初始狀態(tài)；4以下無正文僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途。For personal use only in study and research; not for commercial use.僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschungommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l e tude et la recherche uniquementa des fins personnelles; pasa des fins commercia