当前位置：首页> 大学物理实验——表面张力系数

大学物理实验——表面张力系数

时间：2022-12-16 08:37:19 下载该word文档

word格式-可编辑-感谢下载支持
大学物理实验报告
题目：液体表面张力系数的测定
专业班次：姓名：日期：2014-10-14一、实验名称
液体表面张力系数的测定
二、实验任务
(1用砝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观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象，并用物理学基本概念和定律进行分析和研究，加深对物理规律的认识。(3测量室温下水的表面张力系数。
三、实验仪器
液体表面张力系数测定仪、垂直调节台、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。
四、实验原理
1．硅压阻力敏传感器的灵敏度
当传感器的力臂发生形变时，硅力敏传感芯片就会把这一形变转变成电压值，有数字电压表显示出来。在弹性范围内，力臂的形变与挂钩所受的力成正比，而硅力敏传感芯片的输出电压与力臂的形变成正比；也就是说传感器的输出电压与挂钩上所受的力成正比，其比值称为传感器的灵敏度，即
UB•F
2．实验的基本构思与原理
在实验中，将一个金属圆环固定在传感器上，该环浸没于液体中，当把圆环渐渐从液体中拉起时，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2r12r2D1D2
式中D1、D２分别为圆环外径和内径，α为液体表面张力系数。在液面拉脱的瞬间，这个表面膜的拉力消失。因此，金属圆环拉脱瞬间前后传感器受到的拉力差为
fD1D2（1）
并以数字式电压表输出显示为
fU1U2/B（2）
式中U1为吊环即将拉断液体柱前一瞬间数字电压表读数值，U2为拉断时瞬间数字电压表读数，B为力敏传感器的灵敏度。由（1）（2），我们可以得到液体的表面张力系数为
U1U2/BD1D2（3）
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α。
五、实验操作步骤
1.力敏传感器的定标

word格式-可编辑-感谢下载支持
每个力敏传感器的灵敏度都有所不同，在实验前，应先将其定标，步骤如下：(1打开仪器的电源开关，将仪器预热。
(2在传感器梁端头小钩中，挂上砝码盘，调节电子组合仪上的补偿电压旋钮，使数字电压表显示为零。
(3在砝码盘上分别加0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g、3.0g等质量的砝码，记录相应这些砝码力F作用下，数字电压表的读数值U。2.环的测量与清洁
(1用游标卡尺单次测量金属圆环的外径D1和内径D2。(2环的表面状况与测量结果有很大的关系。实验前应将金属环状吊片在NaOH溶液中浸泡20-30秒，然后用净水洗净。
3.测量液体的表面张力系数
①将金属环状吊片挂在传感器的小钩上，调节升降台，将液体升至靠近环片的下沿，观察环状吊片下沿与待测液面是否平行。如果不平行，将金属环状吊片取下后，调节吊片上的细丝，使吊片与待测液面平行。
②调节容器下的升降台，使其渐渐上升，将环片的下沿部分全部浸没于待测液面，然后反向调节升降台，使液面逐渐下降。这时，金属环片和液面间形成一环形液膜，继续下降液面，测出环形液膜即将拉断前一瞬间数字电压表读数值U1和液膜拉断后一瞬间数字电压表读数值U2。重复测量6次。
将实验数字代入公式(3，求出液体表面张力系数，并与标准值进行比较。
六、实验数据表格及处理

力敏传感器定标
物体质量m/g

水的表面张力系数测量
测量次数
123456
D1/mm

D2/mm

U1/mV
U2/mV
U/mV
f/103N
0.5001.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
输出电压U/mV

/10-3N/m