《液體表面張力實(shí)驗(yàn)報(bào)告》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《液體表面張力實(shí)驗(yàn)報(bào)告(3頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、液體表面張力系數(shù)的測(cè)定
[實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?
1、 了解液體表面張力性質(zhì)以及表面張力系數(shù)的含義和影響因素。
2、 理解拉脫法測(cè)量液體表面張力系數(shù)的基本原理,了解測(cè)量方法。
3、 了解用液體界面張力儀定標(biāo)測(cè)量微小力的思想和方法。
4、 了解液體界面張力儀的調(diào)節(jié)使用方法和校準(zhǔn)方法。
5、 熟悉實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容。
6、 擬定出合理的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。
[實(shí)驗(yàn)原理]
表面張力是液體表面的重要特性,它類似于固體內(nèi)部的拉伸應(yīng)力,這種應(yīng)力存在于極薄的表面層內(nèi),是液體表面層內(nèi)分子力作用的結(jié)果。作用于液面單位長度上的表面張力稱為液體的表面張力系數(shù),用來度量表面張力的大小。表面張力系數(shù)不僅與液體的種類有
2、關(guān),而且還與溫度、純度、表面上方的氣體成分等有關(guān)。物質(zhì)液體狀態(tài)的許多性質(zhì)都與液體的表面張力相關(guān),如毛細(xì)現(xiàn)象、浸潤現(xiàn)象等。因此,測(cè)量液體表面張力系數(shù)對(duì)于科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用都具有重要意義。測(cè)定液體表面張力系數(shù)的常用方法有:拉脫法,液滴測(cè)重法和毛細(xì)管升高法等。拉脫法是一種直接測(cè)定法,通過物體的彈性形變(拉伸或扭轉(zhuǎn))來度量力的大小,如扭力天平法、焦力稱法等。
實(shí)驗(yàn)中采用拉脫法測(cè)量水與空氣界面的表面張力系數(shù)。通過實(shí)驗(yàn)可以重點(diǎn)學(xué)習(xí)如下內(nèi)容:(1)實(shí)驗(yàn)方法:測(cè)量液體表面張力系數(shù)的拉脫法。(2)測(cè)量方法:用液體界面張力儀定標(biāo)測(cè)量微小力的方法。(3)數(shù)據(jù)處理方法:質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制方法。(4)儀器調(diào)整使用方法
3、:液體界面張力儀的調(diào)整使用方法。
[實(shí)驗(yàn)內(nèi)容]
1、 整液體界面張力儀水平和零點(diǎn),達(dá)到待測(cè)狀態(tài)。
2、 準(zhǔn)液體界面張力儀。
(1)金屬環(huán)上放一塊小紙片,儀器調(diào)零。包括兩個(gè)方面的調(diào)節(jié):第一,調(diào)節(jié)刻度盤蝸輪,使零刻度線與游標(biāo)零線重合,即讀數(shù)為零;第二,調(diào)節(jié)調(diào)零微調(diào)蝸輪,使吊桿臂上的指針與平面反射鏡的紅線重合。
(2)在小紙片上放質(zhì)量0.0005kg的砝碼,測(cè)量金屬環(huán)單位長度的受力F,即調(diào)節(jié)刻度盤蝸輪使指針與紅線重合時(shí)刻度盤的讀數(shù)。
(3)計(jì)算理論值F0=mg/π(d1+d2)。
(4)比較測(cè)量值F與理論值F0,如果二者相等,說明校準(zhǔn)準(zhǔn)確;若不相等,調(diào)節(jié)兩個(gè)吊桿臂,保證兩臂的長度
4、等值縮短或伸長,使刻度盤上的讀數(shù)F與理論值F0相等。重復(fù)測(cè)量幾次,直至二者一致為止。
3、測(cè)量繪制質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)曲線。
(1)儀器校準(zhǔn)后,放置不同質(zhì)量m的砝碼,記錄刻度盤的讀數(shù)f。
(2)以m為橫坐標(biāo)f為縱坐標(biāo)繪制質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)曲線。
4、測(cè)量室溫下水的表面張力系數(shù),與標(biāo)準(zhǔn)值比較,計(jì)算測(cè)量誤差。
[實(shí)驗(yàn)儀器]
液體界面張力儀、標(biāo)準(zhǔn)砝碼、環(huán)形測(cè)試件(金屬環(huán))、玻璃杯、溫度計(jì)
[數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理]
1、 測(cè)量金屬環(huán)直徑d
外徑:
內(nèi)徑:
2、 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)曲線
砝碼質(zhì)量/Kg
0.0001
0.0003
0.0005
0.0007
0.001
8.1
24.
5、1
40.8
56.4
80.5
圖1質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)曲線
從圖1中任選兩點(diǎn)(0.0002,15.5)(0.0009,74.0)
求得曲線斜率
3、 測(cè)量
次數(shù)
1
2
3
4
5
平均
69.3
69.6
69.4
69.7
69.7
69.5
4、
由得純水的表面張力系數(shù)為
測(cè)量誤差=
[思考題]
1、用液體界面張力儀測(cè)量微小力時(shí),為什么要使吊桿臂上的指針與平面反射鏡中紅線始終保持重合?
液體界面張力儀是通過測(cè)試件(如金屬環(huán))受力平衡來測(cè)量微小力的。根據(jù)吊桿臂上的指針與平面反射鏡中紅線是否重合,判斷測(cè)試件受力是否達(dá)到平衡,二者重合表明受力平衡。因此,測(cè)量時(shí)必須保證吊桿臂上的指針與平面反射鏡中紅線始終保持重合,才滿足測(cè)量條件,得到正確的測(cè)量結(jié)果。
2、實(shí)驗(yàn)中怎樣操作才能在水膜拉破瞬間得到比較準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)值?
在測(cè)量水的表面張力整個(gè)操作過程中,右手要慢慢調(diào)蝸輪把手,增大刻度盤讀數(shù),同時(shí)左手調(diào)節(jié)樣品座螺絲,使吊桿臂上的指針與紅線始終保持重合,直到把水膜拉破位置,此時(shí)記下的讀數(shù)才是比較準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)值。