液体表面张力幻灯片.ppt

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1、液体表面张力第1页，共22页，编辑于2022年，星期日大学物理实验大学物理实验 液体表面都有收缩的趋势使其表面积最小，这种液体表面都有收缩的趋势使其表面积最小，这种沿着表面的收缩液面的力叫沿着表面的收缩液面的力叫液体表面张力。液体表面张力。测定液体表面张力系数的测定液体表面张力系数的方法方法很多。常用的很多。常用的有：拉脱法，毛细管法，液滴测重法，最大气泡有：拉脱法，毛细管法，液滴测重法，最大气泡压力法等。本实验采用压力法等。本实验采用拉脱法拉脱法测量液体表面张力测量液体表面张力系数。系数。本实验采用的本实验采用的硅压阻式力敏传感器张力测定硅压阻式力敏传感器张力测定仪仪测量液体表面张力，比传统

2、的焦利氏秤、测量液体表面张力，比传统的焦利氏秤、扭秤等灵敏度高，稳定性好，而且可用数字扭秤等灵敏度高，稳定性好，而且可用数字信号显示，便于计算机实时测量。信号显示，便于计算机实时测量。第2页，共22页，编辑于2022年，星期日了解非电量的电测量方法了解非电量的电测量方法学习用拉脱法测量液体表面张力系数学习用拉脱法测量液体表面张力系数掌握用作图法或最小二乘法处理实验数据掌握用作图法或最小二乘法处理实验数据 第3页，共22页，编辑于2022年，星期日 硅压阻式力敏传感器由弹硅压阻式力敏传感器由弹硅压阻式力敏传感器由弹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，性梁和贴在梁上的传感器芯片

3、组成，性梁和贴在梁上的传感器芯片组成，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其中芯片由四个硅扩散电阻集成一个其中芯片由四个硅扩散电阻集成一个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非平衡电桥。当外界压力作用于金属非平衡电桥。当外界压力作用于金属非平衡电桥。当外界压力作用于金属梁时，在压力作用下，电桥失去平衡，梁时，在压力作用下，电桥失去平衡，梁时，在压力作用下，电桥失去平衡，梁时，在压力作用下，电桥失去平衡，此时将有电压信号输出，输出电压的此时将有电压信号输出，输出电压的此时将有电压信号输出，输出电压的此时将有电压信号输出，输出电压的大小与所加

4、外力成正比大小与所加外力成正比大小与所加外力成正比大小与所加外力成正比即：即：即：即：UUUU=KfKfKfKf 第4页，共22页，编辑于2022年，星期日第5页，共22页，编辑于2022年，星期日 测量一个已知周长的金属片从待测液体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以脱离表面的周脱离力为表面张力系数乘以脱离表面的周长，即：长，即：所以所以 第6页，共22页，

5、编辑于2022年，星期日力敏传感器的定标力敏传感器的定标力敏传感器的定标力敏传感器的定标1 测量液体的表面张力测量液体的表面张力测量液体的表面张力测量液体的表面张力2 研究随浓度变化规律研究随浓度变化规律研究随浓度变化规律研究随浓度变化规律3 研究随温度变化规律研究随温度变化规律研究随温度变化规律研究随温度变化规律4第7页，共22页，编辑于2022年，星期日 1.1.1.1.实验前为什么要对力敏传感器进行定标？实验前为什么要对力敏传感器进行定标？实验前为什么要对力敏传感器进行定标？实验前为什么要对力敏传感器进行定标？2.2.2.2.实验前为什么要对金属圆环进行清洁？实验前为什么要对金属圆环进行

6、清洁？实验前为什么要对金属圆环进行清洁？实验前为什么要对金属圆环进行清洁？3.3.3.3.讨论周围环境对实验的影响。讨论周围环境对实验的影响。讨论周围环境对实验的影响。讨论周围环境对实验的影响。4.4.4.4.讨论液体表面张力系数在不同温度和不同浓度下的变化情讨论液体表面张力系数在不同温度和不同浓度下的变化情讨论液体表面张力系数在不同温度和不同浓度下的变化情讨论液体表面张力系数在不同温度和不同浓度下的变化情况。况。况。况。课堂讨论题课堂讨论题课堂讨论题课堂讨论题课堂讨论题课堂讨论题第8页，共22页，编辑于2022年，星期日每个力敏传感器的灵敏每个力敏传感器的灵敏每个力敏传感器的灵敏每个力敏传感

7、器的灵敏度不同，所以在实验前度不同，所以在实验前度不同，所以在实验前度不同，所以在实验前要对其定标要对其定标要对其定标要对其定标1.1.力敏传感器的定标力敏传感器的定标通电通电预预热热调调零零定定标标第9页，共22页，编辑于2022年，星期日2.2.测量液体表面张力系数测量液体表面张力系数清洁清洁调调平平拉拉膜膜记记录录第10页，共22页，编辑于2022年，星期日 表表表表1 1 力敏传感器的定标力敏传感器的定标力敏传感器的定标力敏传感器的定标m/gm/g0.50.51.01.01.51.52.02.02.52.53.03.03.53.5U/mv U/mv 表表2 2 测量金属环的外径测量金属

8、环的外径D1D1和内径和内径D2D2D D1 1/m/mD D2 2/m/m第11页，共22页，编辑于2022年，星期日表表3 测量液体表面张力系数测量液体表面张力系数1 12 23 34 45 56 67 78 8U U1 1/mv/mvU U2 2/mv/mvU/mvU/mv/N/m/N/m 温度温度 标准值标准值 第12页，共22页，编辑于2022年，星期日接通电源，将仪器预热接通电源，将仪器预热1515分钟分钟挂物体挂物体电源电源在后面在后面第13页，共22页，编辑于2022年，星期日l在传感器横梁端头小钩上挂上砝码盘，调节调在传感器横梁端头小钩上挂上砝码盘，调节调零旋钮零旋钮,使数字

9、电压表显示为零使数字电压表显示为零调零调零00.0第14页，共22页，编辑于2022年，星期日 在砝码盘中分别加上等质量的砝码，记录数字在砝码盘中分别加上等质量的砝码，记录数字电压表的读数值电压表的读数值第15页，共22页，编辑于2022年，星期日用游标卡尺测量金属环的外径用游标卡尺测量金属环的外径D1D1和内径和内径D2D2第16页，共22页，编辑于2022年，星期日l清洁清洁:实验前应将金属环状吊片在实验前应将金属环状吊片在NaOHNaOH溶液中浸泡溶液中浸泡20302030秒，然后用净水洗净秒，然后用净水洗净清洁清洁第17页，共22页，编辑于2022年，星期日l将金属状吊片挂在传感器的小

10、钩上，观察环状将金属状吊片挂在传感器的小钩上，观察环状吊片下沿与待测液面是否平行吊片下沿与待测液面是否平行调平调平第18页，共22页，编辑于2022年，星期日调节玻璃器皿下的升降台，使其渐渐上升，调节玻璃器皿下的升降台，使其渐渐上升，将环片的下沿部分全部浸泡于待测液体将环片的下沿部分全部浸泡于待测液体待测液体待测液体升降调节螺母升降调节螺母第19页，共22页，编辑于2022年，星期日l反向调节升降台，使液面逐渐下降，反向调节升降台，使液面逐渐下降，金属环片和液面间形成一环状液膜金属环片和液面间形成一环状液膜拉液膜记数据拉液膜记数据第20页，共22页，编辑于2022年，星期日 继续下降液面，测量出环状液膜拉断前继续下降液面，测量出环状液膜拉断前和拉断后一瞬间数字电压表读数值和拉断后一瞬间数字电压表读数值第21页，共22页，编辑于2022年，星期日第22页，共22页，编辑于2022年，星期日