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表面张力测量实验报告 少年班学院 小组5号 P吴越 2022年4月2日       摘要 本实验采用焦利氏秤法（拉脱法）测量不同液体的表面张力系数，处理数据分析误差。 确定焦利氏秤上锥形弹簧的劲度系数。 用金属圈测量自来水的表面张力系数。 用金属丝测量肥皂水的表面张力系数。 探究浓度与表面张力的关系。         背景介绍   1. 简介：液体具有尽量缩小其表面的趋势，这种沿着表面的、收缩液面的力称为表面张力。 2. 作用：表面张力的存在能说明物质处于液态时所特有的许 多现象，比如泡沫的形成、润湿和毛细 现象 。 3. 方法： 本实验采用焦利氏秤法（拉脱法）。该方法的特点是，用秤量仪器直接测量液体的表面 张 力，测量方法直观，概念清楚 。   1 第一部分 实验方法 1.实验器材： 焦利氏秤（含锥形弹簧，带镜子得挂钩等），砝码盘（含砝码），烧杯，直尺，镊子，自来水与洗洁 精，金属框，金属圈。 2.实验原理： 液体表面层内的分子所处的环境跟液体内部的分子不同，表面层内的分子合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，并使液体表面自然收缩。在与液面相切的直线上，表面张 力就表现为直线两旁的液膜以一定的拉力相互作用。拉力F存在于表面层，方向恒与直线垂直，大小与 直线的长度l成正比,即 其中 成为表面张力系数，其大小与液体的成分、纯度、浓度以及温度有关。如图所示，金属丝框缓慢 拉出水面的过程中，金属丝框下面将带起一水膜，当水膜刚被拉断时， 受力平衡条件是： 而 ，因此得到 实验使用的测定装置为焦利氏秤，其构造如图所示，这是一种结构与一般弹簧秤不同的用于测定微小力 的精细弹簧秤，其控制弹簧下端的位置保持一定，加负载后向上拉动弹簧确定伸长值。 为了保证弹簧下端的位置是固定的，必须三线对齐，即玻璃圆筒E上的刻线、小平面镜上的刻线、E 上的刻线在小平面镜中的像，三者始终重合。 在力F作用下弹簧伸长 l，根据虎克定律可知，在弹性限度内 将已知重量的砝码加在砝码盘中，测出弹簧的伸长量，由上式即可计算该弹簧的k值，由k值就可测外力 F。 将以上数据代入公式，即可得到表面张力系数。 3.实验步骤 1. 确定焦利氏秤上锥形弹簧的劲度系数 (1)把锥形弹簧，带小镜子的挂钩和小砝码盘依次安装到秤框内的金属杆上。调节支架底座的底脚 螺丝，使秤框竖直，小镜子应正好位于玻璃管中间，挂钩上下运动时不致与管摩擦。 (2)逐次在砝码盘内放入砝码，每次增量0.5g的砝码，从0.5g 5g范围内增加。每次操作都要调节 升降