实验目的

实验原理:
在液体的表面层内,存在着一种使其表面积趋于收缩到最小的力,称为表面张力。表面张力是存在于液体表面层任何一条分界线两侧间的液体的相互作用力,其方向沿液体表面,且恒与分界线垂直,大小与分界线的长度成正比,即
(3.1.1)
式中 称为液体的表面张力系数,单位为N×m-1。
实验表明,表面张力系数的大小与液体的种类、纯度、温度和与之接触的流体或气体成分有关。
金属环固定在传感器上,将该环浸没于液体中然后渐渐拉起圆环,当它从液面拉脱瞬间传感器受到的拉力的大小为
(3.1.2)
其中,D1、D2分别为圆环内、外径。
该力可由硅压阻力敏传感器与数字电压表测量得到,即
(3.1.3)
其中,U1与U2分别为圆环拉脱前与拉脱后的数字电压表示数,B为力敏传感器的灵敏度。由式(3.1.2)和(3.1.3)联立得液体表面张力系数α 为
(3.1.4)
实验仪器:
实验过程:
1. 开机预热仪器。预热期间清洗玻璃器皿和吊环,测定吊环的内外直径。
2. 向玻璃器皿内放入待测液体,并放在升降台上。
3. 将砝码盘挂在力敏传感器钩上,并进行电压表调零。
4. 整机预热至15分钟,可对力敏传感器定标。挂上砝码托盘,在盘中每放一个砝码,记录相应的电压值填入表3.1.1,直至所有砝码用完为止。(注意:放砝码时要尽量轻拿轻放,以免超出仪器量程)
5. 摘下砝码盘,挂上吊环。转动升降台螺母使液面上升,直至环下沿均浸入液体,改为逆向转动螺母使液面下降,整个过程中吊环保持不动。在此过程中,密切观察电压表的示数(电压示数U一般都是先逐渐增大,当液柱快被拉断时则开始减小),记录吊环液柱拉断前瞬间的数字电压值U1和拉断后稳定的数字电压值U2。
注意事项
1. 应调节吊环为水平,否则引入不必要的偏差。
2. 吊环须处理干净。
3. 旋转升降台时,应该尽量缓慢以减少液体波动带来的影响。
4. 保证实验室内空气流通不要太强,以免吊环摆动使数字电压表产生零点波动误差。
5. 尽量用镊子操作,以免汗液腐蚀、损坏仪器。
6. 使用力敏传感器时用力不宜大于0.098N,否则易损坏力敏传感器。

