表面張力系數(shù)的測(cè)定

1、1. 姓名：翟旭明學(xué)號(hào)：PB05210058實(shí)驗(yàn)組號(hào)：27組內(nèi)編號(hào)：92. 實(shí)驗(yàn)題目：表面張力系數(shù)的測(cè)定3. 目的要求：4. 儀器用具：金屬框、金屬圈、焦利氏秤、砝碼、鋼板尺（量程0.5m）、水、洗潔精溶液、鑷子。5. 實(shí)驗(yàn)原理：液體表面張力，其中，F(xiàn)為拉力，mg為金屬框重力。由此計(jì)算出表面張力系數(shù)。6. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、確定焦利氏秤上錐形彈簧的勁度系數(shù)。2、測(cè)量水的表面張力系數(shù)。3、測(cè)量洗潔精溶液的表面張力系數(shù)。7. 數(shù)據(jù)表格：1、確定焦利氏秤上錐形彈簧的勁度系數(shù)。砝碼質(zhì)量m/g0.00.51.01.5升降桿位置x/mm9.914.218.622.62.02.53.03.54.04.55.02

2、6.931.435.640.144.648.953.32、測(cè)量水的表面張力系數(shù)。金屬圈直徑d/mm33.533.233.533.533.533.833.3升降桿始末位置xw/mm17.430.437.351.043.457.33、測(cè)量洗潔精溶液的表面張力系數(shù)。金屬框長(zhǎng)度l/mm50.549.850.6升降桿始末位置xs/mm42.645.332.334.935.938.68. 數(shù)據(jù)處理及結(jié)果：1、確定焦利氏秤上錐形彈簧的勁度系數(shù)。用逐差法計(jì)算勁度系數(shù)如下：砝碼質(zhì)量m/g升降桿位置x/mmx=x(m+2.5g)-x(m)0.09.921.50.514.221.41.018.621.51.522.

3、622.02.026.922.02.531.421.93.035.63.540.14.044.64.548.95.053.3因此，逐差法計(jì)算的彈簧勁度系數(shù)k的最終表達(dá)式為：用作圖法計(jì)算勁度系數(shù)：將砝碼重量及升降桿對(duì)應(yīng)位置的點(diǎn)描在圖上，并對(duì)它們作線形擬合：直線擬合的方程形式為：y=A+Bx。擬合結(jié)果如下表：ParameterValueErrorA-11.00630.13339B1.128060.00389RSDP0.999950.17692<0.0001因此，作圖法得出的勁度系數(shù)為：k=1.12806N/m=1.13N/m。因此，作圖法計(jì)算的彈簧勁度系數(shù)k的最終表達(dá)式為：在下面的計(jì)算中，彈

4、簧的勁度系數(shù)取作圖法得出的結(jié)果：k=1.12806N/m=1.13N/m。2、測(cè)量水的表面張力系數(shù)。根據(jù)上面數(shù)據(jù)表格中升降桿始末位置計(jì)算升降桿位移：升降桿始位置/mm升降桿末位置/mm升降桿位移xw/mm17.430.413.037.351.013.743.457.313.9利用如下公式計(jì)算金屬圈直徑和升降桿位移的平均值和A類不確定度：利用下表的數(shù)據(jù)和下面的公式計(jì)算水的表面張力系數(shù)及其合成不確定度：dxmean/mm33.4714313.53333uA/mm0.188980.47258tP1.111.32B/mm0.150.1c3Sqrt3因此，水的表面張力系數(shù)的最終表達(dá)式為：3、測(cè)量洗潔精溶

5、液的表面張力系數(shù)。根據(jù)上面數(shù)據(jù)表格中升降桿始末位置計(jì)算升降桿位移：升降桿始位置/mm升降桿末位置/mm升降桿位移xw/mm42.645.32.732.334.92.635.938.62.7利用如下公式計(jì)算金屬框直徑和升降桿位移的平均值：因此，洗潔精溶液的表面張力系數(shù)=5.99×10-2N/m。9. 作業(yè)題：1、相對(duì)于使用普通彈簧秤，焦利氏秤法的優(yōu)點(diǎn)有：使用錐形彈簧可以克服彈簧重力引起的彈性系數(shù)變化；通過讀取游標(biāo)卡尺示數(shù)來得知彈簧拉力，可以更精確地測(cè)出拉力；通過機(jī)械裝置來拉伸彈簧可以防止人手抖動(dòng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；通過固定下端調(diào)節(jié)上端來拉伸彈簧能在液體膜破裂后仍然保持破裂前的讀數(shù)，使得測(cè)量破裂瞬間拉力大小成為可能。2、這樣的“永動(dòng)機(jī)”不能實(shí)現(xiàn)是因?yàn)?，水如果要從B管流出，必須克服管內(nèi)水的表面張力，即水的重力必須大于表面張力在豎直方向上的合