測(cè)定蔗糖溶液和水的表面張力系數(shù)并比較

關(guān)于測(cè)定蔗糖溶液和水的表面張力系數(shù)并比較第1頁(yè)，講稿共12頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、使用拉脫法測(cè)定室溫下液體的表面張力系數(shù)。2學(xué)會(huì)使用焦利氏秤測(cè)量微小力的方法。二、實(shí)驗(yàn)器材焦利氏秤，彈簧，砝碼盤，砝碼，游標(biāo)卡尺，溫度計(jì)，燒杯，鑷子，清洗液，蔗糖溶液，水等。第2頁(yè)，講稿共12頁(yè)，2023年5月2日，星期三第3頁(yè)，講稿共12頁(yè)，2023年5月2日，星期三三、實(shí)驗(yàn)原理液體表面層內(nèi)分子相互作用的結(jié)果使得液體表面自然收縮，猶如緊張的彈性薄膜。由于液面收縮而產(chǎn)生的沿著液體表面的力稱為表面張力。設(shè)想在頁(yè)面上作長(zhǎng)為L(zhǎng)的線段，線段兩側(cè)液面便有張力f相互作用，其方向與L垂直，大小與線段長(zhǎng)度L成正比。即有

f=α*L（1）比例系數(shù)α稱為液體表面張力系數(shù)，單位為牛頓/米。將一表面潔凈的長(zhǎng)為L(zhǎng)的半矩形金屬絲豎直浸入水中，然后慢慢提起一張水膜，當(dāng)金屬絲要脫離液面，即拉起的水膜將要破裂時(shí)，則有

F=mg+f（2）式中F為把金屬絲拉出液面時(shí)所用的力。F等于金屬絲帶起的水膜的總重量mg與表面張力f之和，此時(shí)f=2αL。由此可得第4頁(yè)，講稿共12頁(yè)，2023年5月2日，星期三α=（F-mg）/2L（3）實(shí)驗(yàn)表明，表面張力系數(shù)α與液體種類、純度、溫度和液面上方的氣體成分有關(guān)，液體溫度越高，α值越小，液體含雜質(zhì)越多，α值越小。如果上述條件保持一定，則α是一個(gè)常數(shù)，所以測(cè)量表面張力系數(shù)α?xí)r要記下實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度和所用液體的種類及純度。第5頁(yè)，講稿共12頁(yè)，2023年5月2日，星期三四、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)（1）把錐形彈簧，帶小鏡子的掛鉤和小砝碼盤依次安裝到秤框內(nèi)的金屬桿上。調(diào)節(jié)支架底座的底腳螺絲，使秤框豎直，小鏡子應(yīng)正好位于玻璃管中間，掛鉤上下運(yùn)動(dòng)時(shí)不致與管摩擦。（2）逐次在砝碼盤內(nèi)放入砝碼，調(diào)節(jié)升降鈕，做到三線對(duì)齊。記錄升降桿的位置讀數(shù)。用逐差法和作圖法計(jì)算出彈簧的勁度系數(shù)k。第6頁(yè)，講稿共12頁(yè)，2023年5月2日，星期三2．測(cè)表面張力系數(shù)（1）用清洗液清洗玻璃燒杯和半矩形金屬絲框，再用待測(cè)液清洗干凈。并將半矩形金屬絲框在砝碼盤下端的鉤子上。（2）把裝有待測(cè)液體的燒杯置于可升降平臺(tái)上，調(diào)節(jié)平臺(tái)位置，使金屬絲浸入水中，轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕3使之置于液面，調(diào)三線重合，記下此時(shí)焦利氏秤上刻度尺讀數(shù)S‘。轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)升降旋鈕3使平臺(tái)緩緩下降，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)主尺升降螺絲8，使主尺上升，讓三線保持重合。由于水的表面張力作用，金屬絲會(huì)慢慢拉出液膜，當(dāng)液膜破裂的同時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕8和3。記下此時(shí)焦利氏秤上刻度第7頁(yè)，講稿共12頁(yè)，2023年5月2日，星期三尺讀數(shù)S比計(jì)算出（S-S’）值，即為在表面張力作用下，彈簧的伸長(zhǎng)量。重復(fù)測(cè)量5次，求出（S-S’）的平均值s，此時(shí)有

F-mg=ks（4）將式（4）代入式式（3）可得

α=ks/2L（5）（3）用游標(biāo)卡尺測(cè)出L值，將數(shù)據(jù)代入式（5）中即可求出水的表面張力系數(shù)α值。第8頁(yè)，講稿共12頁(yè)，2023年5月2日，星期三注意事項(xiàng)（1）由于雜質(zhì)和油污可以使水的表面張力顯著減小，所以務(wù)必使蒸餾水、燒杯、金屬絲保持潔凈。實(shí)驗(yàn)前要對(duì)裝蒸餾水的燒杯、金屬絲或金屬片進(jìn)行清潔處理，一次用NaOH溶液→酒精→蒸餾水將以上用具清洗干凈后備用。（2）清潔后的用具，切勿用手觸摸，應(yīng)用鑷子取出或存放。第9頁(yè)，講稿共12頁(yè)，2023年5月2日，星期三