实验采用拉脱法测量液体表面张力系数,通过记录金属片从液体表面脱离时所需的力,可得表面张力系数。 当金属片为环状吊片时,可做一级近似,认为脱离力F与表面张力系数α和脱离表面的周长π(D1十D2)成正比。 学习使用Matlab对连续时间信号进行傅里叶变换,绘制频谱图,并分析其性质。
本实验采用拉脱法测量表面张力系数,通过测量薄钢片拉出液体表面时所施加的外力,结合接触角和液面周长,计算表面张力系数。当钢片缓慢拉出,接触角逐渐减小至零,表面张力沿切线方向作用,使液体表面收缩。力的平衡方程式为:F = mg + Ft(1),其中F是拉出钢片的外力,mg是钢片及附着液体的总重力。
测量一个已知周长的金属片从待测液体表面脱离时需要的力,求得该液体表面张力系数的实验方法,若金属片为环状吊片时,考虑一级近似,可以认为脱离力为表面张力系数乘上脱离表面的周长,即 F=α·π(D1十D2。
1、表面张力通常用符号a表示,可以通过实验测定,即通过已知的拉力值和长度值,代入公式a = F/l,计算得到。 表面张力a实际上是一种广义力,不同于传统意义上的力,它描述的是液体表面的分子间吸引力。 液体表面的表面张力方向沿液体表面的切线方向,尽管表面有多个方向,但表面张力是均匀的。
2、将一根细长的金属棒或玻璃棒插入被测液中。(2)将棒缓慢地升起,观察并记录液体在棒与液交界处形成的凹陷区域大小。(3)重复上述步骤多次,取平均值作为测量结果。测定降低表面张力法(水平法)(1)将一根细长的金属棒或玻璃棒插入被测液中。
3、液体表面张力的测定方法分静态法和动态法。静态法,有毛细管上升法、DuNouy吊环法、Wilhelmy盘法、旋滴法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压力法;动态法有旋滴法、震荡射流法和悬滴法等。其中毛细管上升法和最大气泡压力法不能用来测液-液界面张力。
4、测定液体表面力系数的方法有: 拉脱法、毛细管法、最大气泡压力法等。无机液体的表面张力比有机液体的表面张力大的多;水的表面张力0.0728N/m(20℃);有机液体的表面张力都小于水;含氮、氧等元素的有机液体的表面张力较大;含F、Si的液体表面张力最小;分子量大表面张力大。
液体表面张力系数的定义 液体分子之间存在相互作用力,这种力使得液体表面分子排列更加紧密。这种现象称为“表面张力”。液体表面张力系数是衡量在特定温度下,单位长度液面所需的外力以克服分子间引力所需的能量。
拉脱法是一种测定液体表面张力系数的方法,它通过测量液体表面的张力来得到结果。 在拉脱法中,使用一种力秤仪器直接测量液体表面的张力,这种方法直观且概念清晰。 由于液体表面张力的测量值通常在1×10^-3至1×10^-2牛顿之间,因此需要一种量程较小、灵敏度高且稳定性好的力量测量仪器。
【实验目的】(1) 掌握力敏传感器的原理和方法。(2) 了解液体表面的性质,测定液体表面张力系数。【实验原理】液体具有尽量缩小其表面的趋势,好像液体表面是一张拉紧了的橡皮膜一样。这种沿着表面的、收缩液面的力称之为表面张力。
预热仪器。(2)清洗玻璃器皿和吊环。(3)在器皿中加入被测液体,并置于升降台上。(4)在力敏传感器上挂砝码盘,进行定标。(5)挂上吊环,测定液体表面张力系数。当吊环完全浸入液体,调整升降台,记录吊环拉断液面的电压读数U1和U2,计算力f。
在进行液体表面张力系数的测定时,我们注意到实验过程中难以实现吊环的匀速直线运动。 吊环的不水平颤动也会对测定结果产生影响,因为这种颤动可能导致读数的不准确。 吊环上沾附的杂质同样会对表面张力的测定产生干扰,因为这些杂质可能会改变液体的表面特性。