《用焦利氏称测量液体表面张力系数.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用焦利氏称测量液体表面张力系数.docx（9页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、用焦利氏称测量液体表面张力系数4 总的来说，报告做得很整齐，在内容上应该更加用心改进。 实验报告 实验题目：焦利氏秤法测量液体的表面张力 实验目的：学习并掌握用焦利氏秤法测量液体的表面张力的方法，加深对液体表面张力的理解。 实验原理： 液体表层内分子力的宏观表现，使液面具有收缩的趋势。想象在液面上划一条线，表面张力就表现为直线两侧的液体以一定的拉力相互作用。这种张力垂直于该直线且与线的长度成正比，比例系数称为表面张力系数。 把金属丝AB弯成如图 (a)所示的形状，将其悬挂在灵敏的测力计上，浸到液体中，缓缓提起测力计时，金属丝就会拉出一层与液体相连的液膜，由于表面张力的作用，测力计的读数逐渐达到
2、一最大值F。由于液膜有两个表面，若每个表面的力为F，则由 F=mg+2F 得 F=F-mg 2表面张力F的大小与分界线的长度成正比。即 F=sl 称为表面张力系数，单位是N/m。表面张力系数与液体的性质，杂质和温度有关。测定表面张力系数的关键是测量表面张力F，应用焦利氏秤液膜即将破裂可以方便地测量表面张力F。 实验器材：焦利氏秤，自来水，肥皂水，金属丝，金属圈，钢板尺。 实验内容: 1、确定焦利氏秤上锥形弹簧的劲度系数k； 2、测量自来水的表面张力系数； 3、测量肥皂水的表面张力系数。 数据记录处理: 1、确定焦利氏秤上锥形弹簧的劲度系数k m/g 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.
3、5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 x/cm 2.87 3.38 3.86 4.36 4.88 5.42 5.93 6.48 7.00 7.53 8.06 作图法： m/g5432100123456x/cm我仔细看了一下图，有个疑问，在m=0g，应该x=2.87cm，但是从图例反应出的是m=0g，x=0cm，是不是x坐标轴没有设置对？ 由作图法,计算斜率得k1=0.957g/cm=0.937N/m 逐差法：(Dm=2.5g) xi+5-xi x6-x1 x7-x2 x8-x3 x9-x4 x10-x5 x Dx/cm 2.65 2.62 2.64 2.65 由逐差法计算得出k2=0.9
4、47g/m=0.928N/m。 两种方法得到的k的平均值，就是最终的k值: k=0.9325N/m 2、测量自来水的表面张力系数 金属圈直径的测量 次数 1 2 3 直径d/cm 3.52 3.55 3.50 焦利氏秤的读数Dx/cm 次数 x1-x0 x2-x0 x3-x0 Dx/cm 1.40 1.38 1.43 由k=0.9325N/m, Dx1=1.40cm, d=3.52cm, 得到skDx11=2pd=0.059N/m 3、测量肥皂水的表面张力系数 金属丝长度的测量 次数 1 2 3 长度l/cm 3.68 3.69 3.69 焦利氏秤的读数Dx/cm 次数 x1-x0 x2-x0
5、 x3-x0 Dx/cm 0.21 0.18 0.16 由k=0.9325N/m, Dx2=0.20cm, l=3.69cm, 得到s22=kDx2l=0.025N/m 不确定度分析： 1、劲度系数k=0.9325N/m，Uk=0.006 2、UDx=(tU2A)+(D仪C)2， 2.64 2.64 d UA 3.52 0.026 Dx1 UA 1.40 0.025 l UA 3.69 0.006 Dx2 UA 0.196 0.021 当P=0.68时，t=1.32 , D仪=0.002, C=3 (1)自来水中Dx：UA=0.025,则UDx1=(tUA)2+(2)肥皂水中Dx：UA=0.0
6、21,则UDx2=(tUA)2+(单位应该补上； 3、U=(tUA)2+(D仪CD仪C)2=0.033cm )2=0.028cm D仪C)2 当P=0.68时，t=1.32 , D仪=0.01, C=3 (1)金属圈直径d：UA=0.026,则Ud=(tUA)2+(D仪C)2=0.033cm (2)金属丝长度l：UA=0.006,则Ul=(tUA)+(同上； 4、不确定度计算： 2D仪C)2=0.001cm Uk2UDx2UD2=+ 误差传递公式： skDxD自来水的表面张力系数测定的不确定度： 由k=0.9325N/m ,Dx1=1.40cm ,d=3.52cm UsUs=s1(1Uk2UD
7、x12Ud2)+=0.002 kDx1d肥皂水的表面张力系数测定的不确定度： 由k=0.9325N/m , Dx2=0.20cm l=3.69cm Us2=s2Uk2UDx22Ul2+=0.001 kDx2l最终结果： 自来水的表面张力系数：s1=(0.0590.002)N/m P=0.68 肥皂水的表面张力系数：s2=(0.0250.001)N/m P=0.68 数据计算过程很清晰，给人一目了然的感觉，不错；实验结果比较准确； 思考题： 1、焦利氏秤法测定液体的表面张力有什么优点？ 答：焦利氏秤则是在测量过程中保持下端固定在某一位置，靠上端的位移大小来称衡，因而可以迅速测出液膜即将破裂时的F，克服了用普通的弹簧是很难迅速测出液膜即将破裂时的F这一困难，可以方便地测量表面张力F。焦利氏秤还把弹簧做成锥形，克服了因弹簧自重引起弹性系数的变化，实验精度较高。 2、有人利用润湿现象设计了一个毛细管永动机。A管中液面高于B管，由连通器原理，B管下端滴水，而滴水可以作功，水又回到槽内，成为永动机。试分析其谬误所在。 答：该装置的谬误之处在于忽视了液体的表面张力的作用，A管中液面虽然高于B管，但由于水有表面张力，液面差所提供的动力不能够使B管水滴顺利地滴下，于是不可能制成这种“永动机”。 回答都挺相似的，自己应该有深入的分析；不要怕电子版输入公式很烦。
