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焦利氏秤法测液体表面张力.doc

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焦利氏秤法测液体表面张力.doc

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焦利氏秤法测液体表面张力.doc

文档介绍

文档介绍:-
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实验报告
26系 06级 :王海亮 **:PB06013232
实验题目:焦利氏秤法测液体外表*力
试验目的:
在本实验中要着重学****焦利氏秤独特的设计原-
. z.
实验报告
26系 06级 :王海亮 **:PB06013232
实验题目:焦利氏秤法测液体外表*力
试验目的:
在本实验中要着重学****焦利氏秤独特的设计原理,并用它测量液体的外表*力系数。了解外表*力的意义,外表*力描述了液体表层附近分子力的宏观表现。学会用逐差法,画图法求弹簧秤的劲度系数。
实验原理:
1. 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,外表*力就表现为直线两侧的液体以一定的拉力相互作用。这种*力垂直于该直线且与线的长度成正比,比例系数称为外表*力系数。
-1(a)所示的形状,并将其悬挂在灵敏的测力计上,然后把它浸到液体中。当缓缓提起测力计时,金属丝就会拉出一层与液体相连的液膜,由于外表*力的作用,测力计的读数逐渐到达一最大值F〔超过此值,膜即破裂〕。则F应当是金属丝重力mg与薄膜拉引金属丝的外表*力之和。由于液膜有两个外表,假设每个外表的力为F’,则由
得 〔1〕
显然,外表*力F’是存在于液体外表上任何一条分界限两侧间的液体的相互作用拉力,其方向沿着液体外表,且垂直于该分界限。外表*力F’的大小与分界限的长度成正比。即
〔2〕
式中σ称为外表*力系数,单位是N/m。外表*力系数与液体的性质有关,密度小而易挥发的液体
-
. z.
σ小,反之σ较大;外表*力系数还与杂质和温度有关,液体中掺入*些杂质可以增加σ,而掺入另一些杂质可能会减小σ;温度升高,外表*力系数σ将降低。
测定外表*力系数的关键是测量外表*力F’。用普通的弹簧是很难迅速测出液膜即将破裂时的F的,应用焦利氏秤则克制了这一困难,可以方便地测量外表*力F’。
2. 焦利氏秤由固定在底座上的秤框、可升降的金属杆和锥形弹簧秤等局部组成,-2所示。在秤框上固定有下部可调节的载物平台、作为平衡参考点用的玻璃管和作弹簧伸长量读数用的游标;升降杆位于秤框内部,其上部有刻度,用以读出高度,框顶端带有螺旋,供固定锥形弹簧秤用,杆的上升和下降由位于秤框下端的升降钮控制;锥形弹簧秤由锥形弹簧、带小镜子的金属挂钩及砝码盘组成。带镜子的挂钩从平衡指示玻璃管内穿过,且不与玻璃管相碰。
焦利氏秤和普通的弹簧秤有所不同:普通的弹簧秤是固定上端,通过下端移动的距离来称衡,而焦利氏秤则是在测量过程中保持下端固定在*一位置,靠上端的位移大小来称衡。其次,为了克制因弹簧自重引起弹性系数的变化,把弹簧做成锥形。由于焦利氏秤的特点,在使用中应保持让小镜中的指示横线、平衡指示玻璃管上的刻度线及其在小镜中的像三者对齐,简称为三线对齐,作为弹簧下端的固定起算点。
实验内容:
1确定焦利氏秤上锥形弹簧的劲度系数