用拉脱法测定液体表面张力系数
液体表层厚度?/p>
m
10
10
?/p>
内的分子所处的条件与液体内部不同,
液体内部每一分子被周
围其它分子所包围?/p>
分子所受的作用力合力为零?/p>
由于液体表面上方接触的气体分子,
其密
度远小于液体分子密度?/p>
因此液面每一分子受到向外的引力比向内的引力要小得多,
也就?/p>
说所受的合力不为零,
力的方向是垂直与液面并指向液体内部,
该力使液体表面收缩,
直至
达到动态平衡?/p>
因此,在宏观上,液体具有尽量缩小其表面积的趋势,
液体表面好象一张拉
紧了的橡皮膜?/p>
这种沿着液体表面的?/p>
收缩表面的力称为表面张力?/p>
表面张力能说明液体的
许多现象?/p>
例如润湿现象?/p>
毛细管现象及泡沫的形成等?/p>
在工业生产和科学研究中常常要?/p>
及到液体特有的性质和现象?/p>
比如化工生产中液体的传输过程?/p>
药物制备过程及生物工程研
究领域中关于动、植物体内液体的运动与平衡等问题。因此,
了解液体表面性质和现象,?/p>
握测定液体表面张力系数的方法是具有重要实际意义的?/p>
测定液体表面张力系数的方法通常
有:拉脱法、毛细管升高法和液滴测重法等?/p>
本实验仅介绍拉脱法。拉脱法是一种直接测?/p>
法?/p>
【实验目的?/p>
1
.了?/p>
326
FB
型液体的表面张力系数测定仪的基本结构,掌握用标准砝码对测量仪进行
定标的方法,计算该传感器的灵敏度?/p>
2
.观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象,并用物理学基本概念和定律进行?/p>
析和研究,加深对物理规律的认识?/p>
3
.掌握用拉脱法测定纯水的表面张力系数及用逐差法处理数据?/p>
?/p>
实验原理
?/p>
如果将一洁净的圆筒形吊环浸入液体中,然后缓慢地提起吊环,圆筒形吊环将带起一
层液膜。使液面收缩的表面张?/p>
f
沿液面的切线方向,角
?/p>
称为湿润角(或接触角?/p>
。当?/p>
续提起圆筒形吊环时,
?/p>
角逐渐变小而接近为零,
这时所拉出的液膜的里?/p>
外两个表面的?/p>
?/p>
f
均垂直向下,设拉起液膜破裂时的拉力为
F
,则?/p>
f
g
m
m
F
2
)
(
0
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
1
?/p>
式中?/p>
m
为粘附在吊环上的液体的质量,
0
m
为吊环质量,因表面张力的大小与接触面周边
界长度成正比,则?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
)
(
2
?/p>
?/p>
D
D
f
?/p>
2
?/p>
比例系数
?/p>
称为表面张力系数,单位是
m
N
/
?/p>
?/p>
在数值上等于单位长度上的表面张力?/p>
式中
l
为圆筒形吊环内、外圆环的周长之和?/p>
)
(
)
(
0
?/p>
?/p>
D
D
g
m
m
F
?/p>
?/p>
?/p>
?
?/p>
?/p>
?/p>
3
?/p>
由于金属膜很薄,被拉起的液膜也很薄,
m
很小可以忽略,于是公式简化为?/p>
)
(
0
?/p>
?/p>
D
D
g
m
F
?/p>
?/p>
?
?/p>
?/p>
?/p>
4
?/p>