1樓:數理與生活
一般的實驗是根據
彈力與表面張力二力平衡。從而測出表面張力。
再由表面張力與周界長成正比的關係,進而測出液體的表面張力係數。
2樓:甲戊
time to move
什麼叫表面張力?原理是什麼?
3樓:匿名使用者
關於表面張力
[編輯本段]
多相體系中相之間存在著介面。習慣上人們僅將氣-液,氣-固介面稱為表面。
通常,由於環境不同,處於介面的分子與處於相本體內的分子所受力是不同的。在水內部的一個水分子受到周圍水分子的作用力的合力為零,但在表面的一個水分子卻不如此。因上層空間氣相分子對它的吸引力小於內部液相分子對它的吸引力,所以該分子所受合力不等於零,其合力方向垂直指向液體內部,結果導致液體表面具有自動縮小的趨勢,這種收縮力稱為表面張力。
將水分散成霧滴,即擴大其表面,有許多內部水分子移到表面,就必須克服這種力對體系做功——表面功。顯然這樣的分散體系便儲存著較多的表面能。
表面張力是物質的特性,其大小與溫度和介面兩相物質的性質有關。
在293k下水的表面張力為72.75×10-3 n·m-1,乙醇為22.32×10-3 n·m-1,正丁醇為24.
6×10-3n·m-1,而水-正丁醇(4.1‰)的介面張力為34×10-3 n·m-1。
定義及相關
[編輯本段]
(1)定義或解釋
1促使液體表面收縮的力叫做表面張力。
2液體表面相鄰兩部分之間,單位長度內互相牽引的力。
(2)單位
表面張力的單位常用達因。
(3)說明
1表面張力的方向和液麵相切,並和兩部分的分界線垂直,如果液麵是平面,表面張力就在這個平面上。 如果液麵是曲面,表面張力就在這個曲面的切面上。
2表面張力是分子力的一種表現。它發生在液體和氣體接觸時的邊界部分。是由於表面層的液體分子處於特殊情況決定的。
液體內部的分子和分子間幾乎是緊挨著的,分子間經常保持平衡距離,稍遠一些就相吸,稍近一些就相斥,這就決定了液體分子不像氣體分子那樣可以無限擴散,而只能在平衡位置附近振動和旋轉。在液體表面附近的分子由於只顯著受到液體內側分子的作用,受力不均,使速度較大的分子很容易衝出液麵,成為蒸汽,結果在液體表面層(跟氣體接觸的液體薄層)的分子分佈比內部分子分佈來得稀疏。相對於液體內部分子的分佈來說,它們處在特殊的情況中。
表面層分子間的斥力隨它們彼此間的距離增大而減小,在這個特殊層中分子間的引力作用佔優勢。因此,如果在液體表面上任意劃一條分界線mn把液麵分成a、b兩部分,如圖所示。f表示a部分表面層中的分子對b部分的吸引力,f6表示右部分表面層中的分子對a部分的吸引力,這兩部分的力一定大小相等、方向相反。
這種表面層中任何兩部分聞的相互牽引力,促使了液體表面層具有收縮的趨勢,由於表面張力的作用,液體表面總是趨向於儘可能縮小,因此空氣中的小液滴往往呈圓球形狀。
3表面張力f的大小跟分界線mn的長度成正比。可寫成f=σl或σ=f/l。
比值σ叫做表面張力係數,它的單位常用dyn/cm。在數值上表面張力係數就等於液體表面相鄰兩部分間單位長度的相互牽引力。
液膜表面張力係數=液膜的表面能/液膜面積=f表面張力/(2*所取線段長)。
表面張力係數與液體性質有關,與液麵大小無關。
表面張力在自然界
[編輯本段]
在自然界中,我們可以看到很多表面張力的現象和對張力的運用。比如,露水總是儘可能的呈球型(題圖),而某些昆蟲則利用表面張力可以漂浮在水面上。
表面張力的實驗
[編輯本段]
這個實驗,也可以說是一個關於表面張力的小遊戲。先找一個朋友和你一起來進行這個遊戲,然後準備一杯水(把水加到杯子的邊緣處,目視水至杯口齊平處),16枚1元的硬幣(也可以更多)。然後是這個遊戲的規則,和朋友每人一次向杯子裡輪流投放硬幣,每次投放硬幣數沒有限制,可以一次放進1枚,可以2或3枚,或者更多,直到誰先把水溢位杯子為止。
投放硬幣的時候用拇指和食指捏住硬幣輕輕的放進盛滿水的杯子。本人最多一次投放了16枚1元硬幣。
如何測液體的表面張力?
4樓:匿名使用者
液體表面張力係數的測定
液體的表面張力是表徵液體性質的一個重要引數.測量液體的表面張力係數有多種方法,拉脫法是測量液體表面張力係數常用的方法之一.該方法的特點是,用秤量儀器直接測量液體的表面張力,測量方法直觀,概念清楚.用拉脫法測量液體表面張力,對測量力的儀器要求較高,由於用拉脫法測量液體表面的張力約在1×10-3~1×10-2 n之間,因此需要有一種量程範圍較小,靈敏度高,且穩定性好的測量力的儀器.近年來,新發展的矽壓阻式力敏感測器張力測定儀正好能滿足測量液體表面張力的需要,它比傳統的焦利秤、扭秤等靈敏度高,穩定性好,且可數字訊號顯示,利於計算機實時測量,為了能對各類液體的表面張力係數的不同有深刻的理解,在對水進行測量以後,再對不同濃度的酒精溶液進行測量,這樣可以明顯觀察到表面張力係數隨液體濃度的變化而變化的現象,從而對這個概念加深理解。
[實驗目的]
1.用拉脫法測量室溫下液體的表面張力係數
2.學習力敏感測器的定標方法
[實驗原理]
測量一個已知周長的金屬片從待測液體表面脫離時需要的力,求得該液體表面張力係數的實驗方法稱為拉脫法.若金屬片為環狀吊片時,考慮一級近似,可以認為脫離力為表面張力係數乘上脫離表面的周長,即
f=α·π(d1十d2 ) (1)
式中,f為脫離力,d1,d2分別為圓環的外徑和內徑,α為液體的表面張力係數.
矽壓阻式力敏感測器由彈性樑和貼在樑上的感測器晶片組成,其中晶片由四個矽擴散電阻整合一個非平衡電橋,當外界壓力作用於金屬樑時,在壓力作用下,電橋失去平衡,此時將有電壓訊號輸出,輸出電壓大小與所加外力成正此,即
△u=kf (2)
式中,f為外力的大小,k為矽壓阻式力敏感測器的靈敏度,△u為感測器輸出電壓的大小。
[實驗裝置]
圖14-1為實驗裝置圖,其中,液體表面張力測定儀包括矽擴散電阻非平衡電橋的電源和測量電橋失去平衡時輸出電壓大小的數字電壓表.其他裝置包括鐵架臺,微調升降臺,裝有力敏感測器的固定杆,盛液體的玻璃皿和圓環形吊片,實驗證明,當環的直徑在3cm附近而液體和金屬環接觸的接觸角近似為零時.運用公式(1)測量各種液體的表面張力係數的結果較為正確。
圖14-1 液體表面張力測定裝置
[實驗內容]
一、必做部分
1、 力敏感測器的定標
每個力敏感測器的靈敏度都有所不同,在實驗前,應先將其定標,步驟如下:開啟儀器的電源開關,將儀器預熱。(2)在感測器樑端頭小鉤中,掛上砝碼盤,調節電子組合儀上的補償電壓旋鈕,使數字電壓表顯示為零。
(3)在砝碼盤上分別如0.5g、1.0g、1.
5g、2.0g、2.5g、3.
0g等質量的砝碼,記錄相應這些砝碼力f作用下,數字電壓表的讀數值u.(4)用最小二乘法作直線擬合,求出感測器靈敏度k.
2、 環的測量與清潔
(1)用遊標卡尺測量金屬圓環的外徑d1和內徑d2 (關於遊標卡尺的使用方法請閱實驗1)
(2)環的表面狀況與測量結果有很大的關係,實驗前應將金屬環狀吊片在naoh溶液中浸泡20-30秒,然後用淨水洗淨。
3、液體的表面張力係數
(1)將金屬環狀吊片掛在感測器的小鉤上,調節升降臺,將液體升至靠近環片的下沿,觀察環狀吊片下沿與待測液麵是否平行,如果不平行,將金屬環狀片取下後,調節吊片上的細絲,使吊片與待測液麵平行。
(2)調節容器下的升降臺,使其漸漸上升,將環片的下沿部分全部浸沒於待測液體,然後反向調節升降臺,使液麵逐漸下降,這時,金屬環片和液麵間形成一環形液膜,繼續下降液麵,測出環形液膜即將拉斷前一瞬間數字電壓表讀數值u1和液膜拉斷後一瞬間數字電壓表讀數值u2。
△u=u1-u2
(3)將實驗資料代人公式(2)和(1),求出液體的表面張力係數,並與標準值進行比較。
二、選做部分
測出其他待測液體,如酒精、乙醚、丙酮等在不同濃洩勁時的表面張力係數
三、實驗資料和記錄
1、感測器靈敏度的測量
表14-1
砝碼/g
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
電壓/mv
經最小二乘法擬合得k=_______mv/n,擬合的線性相關係數r=__________
2、水的表面張力係數的測量
金屬環外徑d1=_________cm,內徑d2=_______ cm, 水的溫度:θ=________τ.
表14-2
編號 u1/mv
u2/mv
△u/mv
f/na/n.m-1
1 23 45 平均值: =_______n/m
附:水的表面張力係數的標準值:
a/n.m--1
0.074 22
0.073 22
0.072 75
0.071 97
0.071 18
水的溫度t/c
10 15
20 2530
什麼是液體的表面張力什麼是水的表面張力
多相體系中相之間存在著介面 inte ce 習慣上人們僅將氣 液，氣 固介面稱為表面 su ce 通常，由於環境不同，處於介面的分子與處於相本體內的分子所受力是不同的。在水內部的一個水分子受到周圍水分子的作用力的合力為0，但在表面的一個水分子卻不如此。因上層空間氣相分子對它的吸引力小於內部液相分子對...
液體的表面張力與什麼因素有關,液體的表面張力與哪些因素有關
1.與液體自身性bai質有關,比如du說極性 分子大zhi小 分子間作用力種類dao以及是否 內有氫鍵等。2.與介面容 材料的性質有關,尤其當介面是固體的時候,一般認為 實驗得出的 僅與固體表面最外一層原子或官能團有關,與內層原子的關係不大。3.如果是固液介面,還與固體表面的粗糙度有關。一般理論上計...
為什麼液體的溫度越高，表面張力越小
表面張bai 力 液體表面分子du間的吸引力。即液體表面zhi的分子dao 有一種使其面積縮成最小的力版，或權稱一種抵抗表面積擴張的力，此力稱 表面張力 液體表面是指液體與空氣或其他液體相接觸的自由面。表面張力的大小與接觸面的物質有密切關係。此外，表面張力還與溫度有關，溫度越高，性質越不純，表面張力...