j6-環(huán)狀法測(cè)量液體表面張力

1、35實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)六環(huán)狀法測(cè)量液體表面張力環(huán)狀法測(cè)量液體表面張力測(cè)量液體的表面張力有多種方法測(cè)量，例如最大氣泡壓法、毛細(xì)管法、拉脫法等，采用儀器有朱里氏秤、讀數(shù)顯微鏡、測(cè)高儀、熱敏傳感器、扭力計(jì)等，然本實(shí)驗(yàn)采用拉脫法測(cè)定水的表面張力系數(shù)，方法為粘附于環(huán)上的液膜即將被撕裂之前，可用扭力計(jì)測(cè)量液膜的表面張力。表面張力可根據(jù)環(huán)的直徑及扭力計(jì)測(cè)得撕破膜所需的扭力計(jì)算得到。掌握扭力計(jì)的調(diào)整和使用方法是本實(shí)驗(yàn)的目的之一。【實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?了解液體表

2、面的性質(zhì)2了解用扭力計(jì)測(cè)定表面張力系數(shù)的原理和方法3了解測(cè)定水的表面張力與溫度之間的函數(shù)關(guān)系【實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理】液體表面張力產(chǎn)生于表面分子之間的互相作用（不同于液體內(nèi)部）。眾所周知，分子的作用力是由引力與斥力兩部分組成，二者均是短程力。引力作用距離約為分子直徑的幾倍，而斥力起作用的距離更短，僅在分子相接觸時(shí)才起作用，處于液體表層以下的分子由于受到各方面來(lái)的引力與斥力，總體呈相互抵消的態(tài)勢(shì)，因而對(duì)外表現(xiàn)出總合力為零，但靠近液體表面的分子，

3、則受到的合力不為零。而越接近表層，則表現(xiàn)得越為明顯，于是在液體表層形成一個(gè)分子引力場(chǎng)，使表面分子有進(jìn)入液內(nèi)部的收縮趨勢(shì)，這就是表面張力，如圖（1）所示，如果在液體表面設(shè)有一條分界線(xiàn)A、B，分液體表面為N、M兩部分。這兩部分表面層中的分子存在相互作用引力f1和f2，這兩個(gè)大小相等，方向相反，垂直于分界線(xiàn)A、B，并沿液體表面分別作用在表面層相互接觸部分。這一對(duì)力稱(chēng)為液體表面張力，它正比于表面分界的長(zhǎng)度。即（1）lF???其中為AB直線(xiàn)長(zhǎng)度，

4、為兩側(cè)的拉力，lFl?為表面張力系數(shù)，單位是或，mNcmdin它的大小與液體的成分，純度以及溫度有關(guān)。溫度升高時(shí)?值減少。由于本實(shí)驗(yàn)采用環(huán)狀法測(cè)量，則力的分析如下。設(shè)有內(nèi)半徑為的圓環(huán)，浸沒(méi)于盛水的容器之中，上部用線(xiàn)連接扭力計(jì)，采用虹吸原理慢r慢吸出水，則圓環(huán)逐漸暴露出水面，如圖（2）所示，沿環(huán)周長(zhǎng)任意取一小段，在忽略浮力dl的情況下，受力情況有如圖（3）（2）?cos2????dfgdmdF因?yàn)榻呛苄。?，則如圖（2）?1cos??dfg

5、dmdF2???圖（1）ABNM1f2f37后，將收集在小燒杯內(nèi)的液體倒回到置于磁力攪拌器上的大燒杯里。然后，參照上述步驟，測(cè)量另一溫度下的實(shí)驗(yàn)值。這樣，從20℃開(kāi)始一直到90℃為止，每隔10℃測(cè)一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。t℃20℃30℃40℃50℃60℃70℃80℃90℃?數(shù)據(jù)，環(huán)直徑，mmr65.192?環(huán)質(zhì)量0.838g注意：（1）清潔容器及圓環(huán)。（2）加熱器溫度很高，不必要的燙傷。（3）減少震動(dòng)。【思考題思考題】（1）將圓環(huán)上提水膜即將破裂