实验1液体表面张力系数测定拉脱法.docx

实验1液体表面张力系数测定(拉脱法)【实验目的】。。。【实验仪器】温度计,液体表面张力测定装置(如图5-2所示)。。(1)受力量程:0—。(2)灵敏度:(用砝码质量作单位定标)。(读数显示:200mV三位半数字电压表)。、升降台、底板及水平调节装置。:、、。。。【预习要求】。。【实验依据】表面张力是指作用于液体表面上任一假想直线的两侧、垂直于该直线且平行于液面、并使液面具有收缩倾向的一种力。从微观上看,表面张力是由于液体表面层内分子作用的结果。可以用表面张力系数来定量地描写液体表面张力的大小。设想在液面上一长度为L的直线,在L的两侧,表面张力以拉力的形式相互作用着,拉力的方向垂直于该直线,拉力的大小正比于L,即f=aL,式中a表示作用于直线的单位长度上的表面张力,称为表面张力系数,其单位为N/m。液体表面张力的大小与液体的成分有关。不同的液体由于它们有不同的摩尔体积、分子极性和分子间力而具有不同的表面张力。实验表明温度对液体表面张力影响极大,表面张力随温度升高而减小,二者通常相当准确地成直线关系。表面张力与液体中含有的杂质有关,有的杂质能使表面张力减小,有的却使之增大。表面张力还与液面外的物质有关。如图5-1所示,将表面清洁的铝合金吊环挂在测力计上并垂直浸入液体中,使液面下降,当吊环底面与液面平齐或略高时,由于液体表面张力的作用,吊环的内、外壁会带起液膜。图5-1 拉脱过程吊环受力分析平衡时吊环重力、向上拉力F与液体表面张力f(忽略带起的液膜的重量)满足(1)在吊环临界脱离液体时,,即,则平衡条件近似为(2)式中为吊环外径,为吊环内径。则液体表面张力系数为(3)实验中需测出及和。本实验利用力敏传感器测力,硅压阻式力敏传感器由弹性梁和贴在梁上的传感器芯片组成,其中芯片由四个硅扩散电阻集成一个非平衡电桥。当外界压力作用于金属梁时,在压力作用下,电桥失去平衡,此时将有电压信号输出,输出电压大小与所加外力成正比。即:(4)式中,为外力大小,为硅压阻式力敏传感器的灵敏度,为传感器输出电压的大小。首先进行硅压阻力敏传感器定标,求得传感器灵敏度,再测出吊环在即将拉脱液面时()电压表读数,记录拉脱后()数字电压表的读数,代入(3)式得(5)【实验内容与方法】,用逐差法或最小二乘法作直线拟合,求出传感器灵敏度B。、外直径;并清洁圆环表面。。调节升降台,将液体升至靠近环片的下沿,观察环状吊片下沿与待测液面是否平行,将金属环状吊片取下后,调节吊片上的细丝,使吊片与待测液面平行。(注意:吊环中心、玻璃皿中心最好与转轴重合。),使其渐渐上升,将环片的下沿部分全部浸没于待测液体。然后反向调节升降台,使液面逐渐下降。这时,金属环片和液面间形成一环形液膜,继续下降液面,测出环形液膜即将拉断