拉脫法測(cè)定液體的表面張力系數(shù)

拉脫法測(cè)定液體的表面張力系數(shù)第1頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一

液體表面就好象是一張蹦緊的彈性薄膜,液體表面的表面張力?？梢杂盟鼇碚f明泡沫的形成，浸潤(rùn)和毛細(xì)現(xiàn)象等。表面張力垂直于液體表面任何一條線段并沿著液體表面，作用于單位長(zhǎng)度上的張力稱為表面張力系數(shù)，用α表示。其中F為作用于線段L上的張力。

第2頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)原理

用測(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)所需要的力，來求得該液體的表面張力系數(shù)的方法稱為拉脫法。實(shí)驗(yàn)中我們用的是環(huán)狀金屬吊片.

L=π（D1+D2）

F=απ（D1+D2）吊片脫離液體表面瞬間前后的力的平衡方程為

T1=W1+F+mgT2=W2+mg

第3頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一拉脫前拉脫后T1T2mg(mg)’W1W2F環(huán)狀金屬吊片液膜第4頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一T1、T2為向上的作用力，W1、W2為環(huán)狀金屬吊片所受重力和浮力之差，因?yàn)榄h(huán)狀金屬吊片在脫離液體表面前就已經(jīng)離開了液體表面，W1≈W2。mg、（mg)’為液膜所受的重力，mg≈（mg)’,T1、T2之差就是表面張力F。表面張力系數(shù)α的值和液體的種類、純度、溫度以及液體上方的氣體成分有關(guān)。實(shí)驗(yàn)證明，液體的溫度越高，α的值越小，液體所含雜質(zhì)越多，α的值也越小，對(duì)于上述條件都不變的液體，α值是一個(gè)常數(shù)。第5頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)裝置

采用硅壓阻式力敏傳感器來測(cè)量液體和環(huán)狀金屬吊片之間的表面張力，在外力作用下，輸出的電壓和外力成正比。

ΔU=KF式中F為外力，K為硅壓阻式力敏傳感器的靈敏度，單位是V/N，ΔU為傳感器輸出的電壓值。第6頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)見下圖

1.調(diào)節(jié)螺絲.2.升降螺絲.3.玻璃器皿.4.吊環(huán).5.力敏傳感器6.支架.7.固定螺絲.8.航空插頭.9.底座.10.數(shù)字電壓表.11.調(diào)零旋紐

第7頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一第8頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一調(diào)零旋鈕環(huán)狀金屬吊片數(shù)字電壓表第9頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一干濕溫度計(jì)實(shí)驗(yàn)中還必須測(cè)量實(shí)驗(yàn)室當(dāng)時(shí)的溫度。因此，實(shí)驗(yàn)室備有干濕溫度計(jì)，干濕溫度計(jì)除了可以用來測(cè)量室溫以外，還可以測(cè)量實(shí)驗(yàn)室的相對(duì)濕度。干溫度計(jì)第10頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.力敏傳感器的定標(biāo)●儀器預(yù)熱●掛上砝碼盤，依次加上0.500g、1.000g···3.500g等質(zhì)量的砝碼，記錄U●作U～F圖，用圖解法求出傳感器的靈敏度K砝碼質(zhì)量/g0.5001.0001.5002.0002.5003.0003.500電壓/mV第11頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一2.環(huán)狀金屬吊片的內(nèi)外直徑的測(cè)量和清潔●測(cè)量金屬圓環(huán)的內(nèi)外直徑D1、D2（6～10次取平均)●清洗環(huán)狀金屬吊片和器皿3.測(cè)定液體的表面張力系數(shù)α●吊片的下沿和液面平行●多次測(cè)量(5次,每次測(cè)量的U1、U2不相同)D1/cmD2/cm每次測(cè)量后,調(diào)節(jié)調(diào)零旋紐,使每次測(cè)量的U1、U2不相同第12頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一數(shù)據(jù)處理●用圖解法求出力敏傳感器的靈敏度K●求出內(nèi)外半徑的平均值●根據(jù)5次測(cè)量的計(jì)