1、实验报告液体表面张力系数的测定实验报告-液体表面张力系数的测定实验3-3 液体表面张力系数的测定一、实验目的：测量室温下水的表面张力系数。二、实验原理：液体表面张力的存在，液体表面具有收缩的趋势，在液体表面上作一条曲线，则曲线受两侧平衡的、并与液体表面相切的表面张力的作用。在线性近似下，表面张力的大小与曲线的长度成正比，表面张力的大小与曲线长度的比值即为液体的表面张力系数。根据这一规律，可以用液体表面张力系数测定液体的表面张力。在实验中用一个金属圆环固定在传感器中，该环浸没于液体中，把圆环慢慢拉起，金属圆环会受到液体表面膜的拉力作用。表面膜拉力的大小为 f=l=(2r1+2r2)=（D1+D2
2、） 在页面拉脱的瞬间，膜的拉力小时。拉力差为 f=（D1+D2） （1）并以数字式电压表输出显示为 f=(U1-U2)/B （2）由（1）、（2），我们可以得到水的表面张力系数为=(U1-U2)/B（D1+D2）因此，只要测量出(U1-U2)，B,D1和D2，就能得到液体的表面张力系数三、实验器材：液体表面张力系数测定仪、垂直调解台、硅压阻力敏传感器、铝合金吊环、吊盘、砝码、玻璃皿、镊子和游标卡尺。56水的温度：_（4）求出在此温度下的水的表面张力系数，查询资料获得水的表面张力系数的标准值，与实验值测得值相比较，对测量结果进行误差分析。五、数据记录 将所得实验数据填入表3-3-1 力敏传感器定
3、标和表3-3-2 水的表面张力系数测量中。表3-3-1 力敏传感器的定标物体质量m/g0.5000.1001.5002.0002.5003.0003.500输出电压U/mV5.512.418.324.432.337.444.1表3-3-2 水的表面张力系数测量测量次数D1/mmD2/mmU1/mVU2/mVU/mV133.7432.8270.923.747.2233.6233.2671.922.749.2333.6032.0672.022.949.1433.5432.5371.822.948.9533.6032.5071.622.748.9633.5832.7471.82348.8六、数据处理
4、根据以上数据，对物体质量和输出电压做线性回归分析，并以物体质量m/g作为x数轴，以输出电压U/mV作为y数轴，建立做坐标系，如下表所示：由回归方程可以得出传感器灵敏度B=3.0481N/B。继续计算出表3-3-2 水的表面张力系数测量中其他数据，有表3-3-2 水的表面张力系数测量测量次数D1/mmD2/mmU1/mVU2/mVU/mVf/10-3N/（10-3N/m）133.7432.8270.924.746.215.19 72.67 233.6233.2671.926.745.214.86 70.76 333.6032.0672.026.945.114.83 71.91 433.5432.
5、5371.824.946.915.42 74.32 533.6032.5071.626.744.914.76 71.12 633.5832.7471.82645.815.06 72.30 水温：22.3即水的表面张力系数为：=72.1810-3N/m七、实验分析与结论 该实验在22.3的水温下进行，采用了拉脱发测定液体表面张力系数，由于实验所用水为自来水，里面参夹较多表面活性物质，致使水的表面张力系数变小，与资料数据有所出入；故排除实验操作的绝对误差，在相对误差允许的范围内，本实验测定的表面张力系数为：72.1810-3N/m八、误差分析 本实验中采用硅压阻力敏传感器张力测定仪来测量室温下纯水
6、的表面张力系数，测得22.3下纯水的表面张力系数为72.1810-3N/m，与理论值相比，存在一定的误差。1、误差来源（1)所测液体不纯，引入系统误差；（2)升降台转动时液面存在波动；（3)内外径测量存在误差。2、误差的减少（1)保持盛水玻璃器皿的清洁，尽量使用蒸馏水进行试验；（2)旋转大螺帽是使液面下降时，可以缓慢旋转，避免水的晃动；（3)测量吊环内外径时，可以选择不同径向，多次测量，取平均值。九、思考题1、测量前为什么要对整机进行预热？ 答：实验所用的整机是使用精密电子元件制作而成的，材料包括电磁传感器，A/D转换电路，精密电阻和电容，在机器的元件通电工作时元件的温度系数会随着时间的延长而
7、产生温度变化，温度的变化所产生的技术参数变化的误差越小越好。整机在通电工作一段时间后，它的各项参数就基本可以稳定了，这时进行电子测量是最精确的。所以，为了得到更准确的测量值，测量前要对整机进行预热。2、如果金属圆环不清洁、水不够纯净，将会给测量带来什么影响？所测值将会偏大还是偏小，为什么？ 答：如果金属圆环不清洁、水不够纯净，将会带来以下影响： （1）可能有杂质漂浮在页面上，当放入金属环时，这些杂质容易吸附在金属环宇液面的交界处，会改变水面张力的大小，使张力系数产生误差。 （2）即使没有吸附在金属环上，只要漂浮在液面上，也会对实验造成一定的影响. （3）因为表面张力与水的纯净度有关，一般而言，水越纯净，就越接近其真实的表面张力。若有油污和杂质符在吊环上面，而油污和杂质对生成的薄膜都造成一定影响，试验中拉断液柱的高度也会改变，从而影响实验结果。 以上影响会使测量的液体表面张力系数值偏低。
