液体表面张力系数的测定实验报告
[实验目的]
1．用拉脱法测量室温下液体的表面张力系数
2．学习力敏传感器的定标方法
[实验原理]
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称为拉脱法．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）
式中，F为脱离力，D1，D2分别为圆环的外径和内径，α为液体的表面张力系数． 4
硅压阻式力敏传感器由弹性梁和贴在梁上的传感器芯片组成，其中芯片由四个硅扩散电阻集成一个非平衡电桥，当外界压力作用于金属梁时，在压力作用下，电桥失去平衡，此时将有电压信号输出，输出电压大小与所加外力成正此，即
△U=KF （2）
式中，F为外力的大小，K为硅压阻式力敏传感器的灵敏度，△U为传感器输出电压的大小。
[实验装置]
FD-NST-B液体表面张力系数测试仪。其他装置包括铁架台,微调升降台,装有力敏传感器的固定杆,盛液体的玻璃皿和圆环形吊片。
[实验内容]
1、 力敏传感器的定标
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：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）在砝码盘上分别如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.(4)用最小二乘法作直线拟合,求出传感器灵敏度K.
2、 环的测量与清洁
（1）用游标卡尺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、 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体，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。
△U＝U1-U2
（3）将实验数据代人公式（2）和（1），求出液体的表面张力系数，并与标准值进行比较。
三、实验数据和记录
1、力传感器定标（g=9.794m/s2）
砝码个数（个） 电压（+）（mV） 电压（—）（mV） 电压平均（mV） 0 10.8 9.9 10.35 1 26.1 25.5 25.8
2 41.8 41.2 41.5 3 57.2 56.6 56.9 4 72.7 71.1 72.4 5 87.9 87.5 87.7 2、水的表面张力系数的测量
水的温度：θ=24摄氏度. 金属环外径D1=3.50cm, 内径D2=3.31 cm,
测定次数 U1(mV) U2(mV) 1 57.8 9.8 2 58.0 9.7 3 57.9 9.7 4 57.9 9.7 5 57.4 9.6 四、数据处理
利用最小二乘法软件画出下图：
经最小二乘法拟合得B=U/F=3.16mV/N,拟合的线性相关系数r=__________
平均值： =_______N/m
附：水的表面张力系数的标准值：
A/N.m--1 水的温度t/C 0.074 22 10 0.073 22 15 0.072 75 20 0.071 97 25 0.071 18 30