液体表面张力系数测定实验报告[归类]
时间：2020-10-04 20:14:37 来源：勤学考试网 本文已影响 人 
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20XX
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xx大学实验报告
课 程
物理实验
实验项目
液体表面张力系数的测定
成 绩
专业班级
学 号
实验日期
姓 名
同组人姓名
指导教师
一【实验目的】
掌握力敏传感器的原理和方法
了解液体表面的性质，测定液体表面张力系数。
二【实验内容】
用力敏传感器测量液体表面的张力系数
三【实验原理】
液体具有尽量缩小其表面的趋势，好像液体表面是一张拉紧了的橡皮膜一样。这种沿着表面的、收缩液面的力称之为表面张力。
测量表面张力系数的常用方法：拉脱法、毛细管升高法和液滴测重法等。此试验中采用了拉脱法。拉脱法是直接测定法，通常采用物体的弹性形变（伸长或扭转）来量度力的大小。液体表面层内的分子所处的环境跟液体内部的分子不同。液体内部的每一个分子四周都被同类的其他分子所包围，他所受到的周围分子合力为零。由于液体上方的气象层的分子很少，表层内每一个分子受到的向上的引力比向下的引力小，合力不为零。这个力垂直于液面并指向液体内部。所以分子有从液面挤入液体内部的倾向，并使得液体表面自然收缩，直到处于动态平衡。
假如在液体中浸入一块薄钢片，则钢片表面附近的液面将高于其它处的,如图1所示。Ft
Ft
Ft
F
mg
图1
由于液面收缩而产生的沿切线方向的力Ft称之为表面张力，角φ称之为接触角。当缓缓拉出钢片时，接触角φ逐渐的减小而趋于零，因此Ft方向垂直向下。在钢片脱离液体前诸力平衡的条件为
F = mg + Ft （1）
其中F是将薄钢片拉出液面的时所施加的外力，mg为薄钢片和它所沾附的液体的总重量。表面张力Ft与接触面的周长2(l+d)成正比，故有Ft = 2σ(l+d),式中比例系数σ称之为表面张力系数，数值上等于作用在液体表面单位长度上的力。将Ft代入式（1）中得
δ=F-mg
当用环形丝代替薄钢片做此实验时，设环的内外直径为D1、D2,当它从液面拉脱瞬间传感器受到的拉力差
f = F–mg =π(D1+D2)σ,此时
δ=f
只要测出力f和环的内外直径，将它们代入式(3)，即可算出液体的表面张力系数σ。式中各量的单位统一为国际单位。
四【实验仪器】
FD—NST—B 液体表面张力系数测定仪。
砝码六个，每个质量0.500g
五【实验步骤】
开机预热。
清洗玻璃器皿和吊环。
在玻璃器皿内放入被测液体并安放在升降台上。
将砝码盘挂在力敏传感器上，对力敏传感器定标。
挂上吊环，测定液体表面张力系数。当环下沿全部浸入液体内时，转动升降台的螺帽，使液面往下降。记下吊环拉断液面瞬间时的电压表的读数U1，拉断后瞬间电压表的读数U2。则f=(U1-U2)/B
六【实验注意事项】
轻轻挂上吊环，必须调节好水平。
在旋转升降台时，尽量是液体的波动要小。
工作室不宜风力较大，以免吊环摆动致使零点波动，所测系数不准确。
七【数据记录与处理】
（1） 力传感器标定 g=9.749m/s2
砝码个数
（个）
0
1
2
3
4
5
电压（+）
（mv）
10.5
25.6
41.1
56.3
71.8
87.0
电压（-）
（mv）
10.2
25.3
40.5
55.9
71.2
86.9
电压平均
（mv）
10.4
25.4
40.8
56.1
71.5
87.0
（2） 水的表面张力测定
水温：23℃ 挂环内径：3.31cm 挂环外径：3.50cm
测定次数
1
2
3
4
5
U1
69.4
69.2
68.8
68.6
68.5
U2
11.8
11.7
11.5
11.2
11.3
U1-U2=57.4 (mv)
（3）最小二乘法求灵敏度
传感器电压与受力关系曲线
传感器电压与受力关系曲线
应用最小二乘法程序直线拟合得： B=3.14 (V/N)
（4） 计算水的表面张力
表面张力
f=U1-U2B=1.83×
表面张力系数 δ=fπ(D1+D2）=(1.83×10-2)/[π×(3.31×10
=8.56×10-2
八【实验参考书】
大学物理实验﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 张怀作著
百度文库—物理实验﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ ﹒﹒﹒ 辽宁大学物理组
九【实验小结】
本次实验中,在老师的耐心指导下,我成功的完成拉此次实验.做完这实验自己懂得了不少的知识，了解了液体表面张力的一些性质，也明白了一些自然现象，如泡沫的形成，露珠为什么是球形等。这次实验做的挺成功的，我想成功主要原因有以下几点。
第一，在实验前认真听老师讲解实验有关的知识、步骤、细节、注意事项等内容。
第二，课前认真预习了实验《液体表面张力系数测定》，对于实验的基本原理、实验的操作方法 以及实验时所注意的细节都有了一定的了解，这样在做实验时就不会手足无措。现在也真正的理解了老师当时对我们所讲的“预习对于做实验很重要”这句话。
