液体表面张力系数的测量实验.pdfVIP

实验 液体表面张力系数的测定 【目的】 1．用片码对硅压阻力敏传感器进行定标，计算该传感器的灵敏度，学习传感器的定标方法。 2．学会用拉脱法测量纯水和其它液体的表面张力系数。 【器材】 FD-NST-B型液体表面张力系数测定仪，铝合金吊环，玻璃器皿，镊子，片码。 【仪器简介】 FD-NST-B型液体表面张力系数测量实验仪主要由实验装置和实验主机以及吊环、片码 等配件组成，如图1所示。 图1 液体表面张力系数测定仪装置 【原理】 液体表面存在着使液面收缩到最小趋势的表面张力，若在液体表面划一长为L 的线段， 则线段两边的液面均有一个与液面相切且垂直于线段的表面张力f，其大小与线段长度L成 正比，即  f  L （1）  -1 式中 称为液体的表面张力系数，单位为NM ，在数值上等于单位长度上的表面张力。实 验证明，表面张力系数的大小与液体的温度、纯度、种类和它上方的气体成分有关。温度越 高，液体中所含杂质越多，则表面张力系数越小。 将内径为 D ，外径为D 的金属吊环悬挂在传感 1 2 器上，将该环浸没于液体中，并渐渐拉起吊环，吊环 就会拉起一个与液体相连的水柱。由于表面张力等力 的作用，传感器上的拉力逐渐达到最大值然后开始下 降，假设拉脱前瞬间拉力为F。则F 应当是金属环重 G f 力 与水柱拉引金属环的表面张力 之和，即 F Gf （2） 由于水柱有两个液面，且两液面的直径与金属环 的内外径相同，则有 图2 液膜拉破前瞬间的受力分析图  f  (D D ) （3） 1 2 所以液体的表面张力系数为：   f /[ (D D )] （4） 1 2 表面张力的数值一般很小，测量微小力必须用特殊的仪器。本实验用FD-NST-B型液体 表面张力系数测定仪进行测量。FD-NST-B型液体表面张力系数测定仪用到的测力计是硅压 阻力敏传感器，该传感器灵敏度高，线性和稳定性好，以数字式电压表输出显示。 若力敏传感器拉力为F时，数字式电压表的示数为U，则有 U F  （5） B 式中B表示力敏传感器的灵敏度，单位V/N。 吊环拉断液柱的前一瞬间，吊环受到的拉力为F Gf ；拉断后，吊环受到的拉力 为F G 。若吊环拉断液柱的前一瞬间数字电压表的读数值为U ，拉断后的数字电压表读 1 数值为U ，则有 2 U U  f FF  1 2 （6） B 故表面张力系