液体表面张力系数影响因数

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1、20102011学年度上学期物理实验教学示范中心研究报告物电学院物理学专业1011班学生姓名饶磊学号 2010110126指导教师杨正波实验地点N1104实验时间2011年 6月17 日实验名称液体表面张力系数的影响因素一、实验的研究现状及主要参考文献研究现状：1. 液体表面张力系数的影响因素与液体种类有关。2. 与液体温度有关。3. 与液体浓度有关。4. 与液体中杂质含量有关。参考文献：1 顾惕人，朱步瑶，李外郎，等.表面化学M .北京:科学出版社，1994: 20 - 33.2 焦丽凤，陆申龙.用力敏传感器测量液体的表面张力系数J .物理实验，2002, 22 (7) : 40 - 42.

2、3 洪振宇.悬垂液滴研究及表面张力和润湿角测定J .物理实验，2006, 26 (7) : 10 -12.4 龚镇雄编.普通物理实验中的数据处理M .西安:西北电讯工程学院出版社，1985: 143.5 杨述武主编.普通物理实验 一、力学及热学部分M.北京:高等教育出版社，2000: 30 - 31.二、实验需要的主要仪器设备和材料力敏传感器、表面张力系数测试仪、电磁炉、温度计、分析天平、盐、水、糖、洗衣粉、洗洁精、烧杯三、实验的研究目的研究温度与液体浓度这两种影响表面张力系数的因素四、实验的研究内容本实验，米用拉脱法测量液体表面张力，通过对七种不同浓度、不同温度下(控制变量法)表面张力 系数

3、的测定得出浓度、温度分别对液体表面张力系数的影响。具体实验方法如下：(1) 将传感器的固定杆安装在立柱上，要保证测力方向和传感器弹簧片的平面垂直.(2) 传感器的定标:接上电源和数字电压表，先通电预热15分钟，然后将砝码盘挂在传感器梁端头的小钩上，对仪器调零后，依次加入标准砝码，从数字电压表读出对应的电压输出值。（3）游标卡尺测量圆环的外径和内径.（4）将金属圆环洗净，挂在小钩上，调节传感器固定杆的高低位置，转动控制平台升降的微动螺旋，使 平台上升，将金属圆环浸入待测液体中，然后转动控制平台升降的微动螺旋，使平台缓缓下降，将金属圆 环露出液面，并拉起一液膜.（5）记下液膜即将拉断时数字电压表的

4、读数值U ,拉断时数字电压表的读数值U ,则代入表达式即可1 2 得液体的表面张力系数.五、实验的创新之处1. 在测量的时候我们的气息会干扰试验，所以我想将实验仪器外加一个封闭装置。2. 由于实验时我们采用的是已配好的溶液，同学们多次使用可能导致溶液浓度混淆，从而导致实验的不 准确性，因此我建议最好自己现配溶液进行试验，提高实验的准确性。3. 在对不同浓度的溶液进行测量时，由于不同的时间其诗文也会有所不同，因此建议最好在同一天一次 性搞完。4. 在对不同温度的溶液尽心测量时，蒸发皿中的溶液温度与烧杯中的溶液温度不同步，所以我认为我们 的测量数据有失偏颇，建议直接使用烧杯进行测量，温度计置于烧杯

5、中，这样我们就能准确实在的观 察到溶液真是温度的变化。5. 由于高温将到低温时速度很快，建议对不同温度的溶液进行测量时，速度要快。六、实验结果（包括实验数据、数据分析、实验结论等）1力敏传感器定标：g=9.794m/s2m/g0.5001.0001.5002.0002.5003.0003.500U/mv15.030.045.159.974.690.1105.12液体张力系数的测定:（1）金属环内外径的测量；/mmn12345Di33.4133.5133.4233.3533.41D =iD - Dii0.010.090.000.070.0133.42D234.1134.2134.2334.053

6、4.04D =2D - D2 20.020.080.100.080.0934.13(2) T=34oC时，不同浓度的NaCl溶液液体表面张力系数的测定：C=0.1% A U =47.3nU / mviU / mv2U/mvUi142.6-4.346.90.4243.0-4.347.30.0342.7-4.447.10.2442.4-4.647.00.3543.6-4.548.10.8 C=0.4%A U =45.8nU / mviU / mv2U/mvUi140.8-4.345.10.7242.8-4.547.31.5341.4-4.545.90.1441.8-4.646.40.6539.9-

7、4.644.51.3C=0.7% A U =45.7nU / mviU / mv2U/mvUi140.9-4.545.40.3241.3-4.746.00.3341.1-4.745.80.1440.7-4.745.40.3541.1-4.745.80.1C=1.6% A U =51.3nU / mviU / mv2U/mvUi148.5-4.252.71.4246.4-4.250.60.7348.6-4.352.91.6445.7-4.450.11.2545.9-4.550.40.9C=1.9% A U =47.3nU / mviU / mv2U/mvUI143.3-4.347.60.3243

8、.6-4.247.80.5343.2-4.347.50.2442.5-4.346.80.5542.6-4.447.00.3C=3% A U =44.4nU / mviU / mv2U/mvUI139.0-4.543.50.9239.2-4.643.80.6339.8-4.844.60.2440.0-4.944.90.5540.5-4.945.41.0C=4% A U =42.2nU / mviU / mv2U/mvUI136.9-4.841.70.5237.2-4.942.10.1337.6-4.942.50.3436.7-5.041.70.5537.8-5.042.80.6(3)同一浓度(C

9、=1.7%) NaCl溶液，在不同温度下的液体张力系数的测定T=30r A U =50.2nU / mviU / mv2U/mvUI146.2-4.851.00.8245.7-5.050.70.5344.2-4.949.11.1445.3-5.150.40.2544.6-5.049.60.6 T=35A U =43.8nU / mviU / mv2U/mvUi135.9-5.141.02.8235.8-5.140.92.9336.2-5.341.52.3443.2-5.248.44.6542.2-5.247.43.6T=40CA U =39.5nU / mviU / mv2U/mvUi135.

10、6-4.440.00.5233.7-4.538.21.3335.6-4.540.10.6434.9-4.539.40.1535.1-4.639.70.2T=45C A U =39.0nU / mviU / mv2U/mvUi133.5-4.037.51.5233.4-4.037.41.6335.6-4.440.01.0434.9-5.140.01.0535.1-5.240.31.3T=50C A U =37.6nU / mviU / mv2U/mvUi132.5-3.636.11.5232.9-4.036.90.7332.6-4.837.40.2432.7-4.837.50.1535.0-5.

11、240.22.6T=55CA U =37.7nU / mv1U / mv2U/mvUi133.5-3.737.20.5233.3-3.737.00.7331.8-4.836.61.1433.0-4.937.90.2534.8-5.139.92.2T=60C A U =36.7nU / mv1U / mv2U/mvUi131.9-3.435.31.4232.2-3.435.61.1332.4-4.637.00.3431.2-4.635.80.9534.8-4.939.73.0数据处理：1：有最小二乘法得回归直线:U = 3.062f + 0.021 ( B = 3.062,b = 0.021,r

12、 = 0.9995 )02：内径 D = 33.42mm，外径 D 2 = 34.13mmA类不确定度：S = t S = 0.029p rB 类不确定度：U = 0.683A仪=0.014 (人仪=0.02mm)U=js2 + U 2 = 0.040.683*j贝0： D = (33.42土0.04)； E=012% 1D2 二(34.13 土 0.04) ； E=0.12%3：七种不同浓度的NaCl溶液;(t 二 1.14)p C=0.1% A U =47.3A类不确定度：S = t S = 0.246p -xB类不确定度：Uj二0;（人仪=0）U =jS2 + U 2 = 0.250.6

13、83jAU= (47.300.25)； E=0.5%AU=0.073f = 15.441a =B 兀 D + D1 2 k丿1了 AB兀 D + Dk 12丿A U7A2B兀 D + Dk 12丿daA U7B兀 D + Dk 12丿各不确定度的分量:dA U = 0.0004 ; dAU audaUdD1Dida_ 0.00005 ; U _ 0.00005dDD22a不确定度的为:dadada( U )2 + ( U )2 + ( U )2 = 0.0004 dAUaudDD1dDD21U _adAU AUdD2则：a = (0.07000.0004)； E=0.6% C=0.4%A U

14、=45.8A类不确定度：S = t S =0.558p -x(t 二 1.14)pB类不确定度：Uj二0;（人仪=0）U = ；S2 + U 2 = 0.60.683jAU= (45.80.6)； E=1.3%=14.951A U、=0.071各不确定度的分量:U= 0.001；dAU au沖厂000005；汩厂0000051 2a不确定度的为:UJ = 0010/ dadada( U )2 + ( U )2 + ( dAU audD dD1 2则：a = (0.07100.0010)； E=1.4% C=0.7% A U =45.7A类不确定度：S =t S =0.14p -xB类不确定度：

15、U二0;（ A仪=0）jU =、: S2 + U 2 = 0.140.683jAU= (45.700.14)； E=0.31%J =0.070f = 14.918；a =B兀 D + D1 2 k丿各不确定度的分量:f U 二 0.00022；dAU audaU 二 0.0 011； dDq1daU 二 0.0011 dDd22/ dadada( U )2 + ( U )2 + ( U )2 = 0.0016dAU au dDd1dDd21 2则：a = (0.07000.0016)； E=2.3% C=1.6% A U =51.3A类不确定度：S =t S =0.7p -xB类不确定度：U

16、= 0;（ A仪=0）jU = ：S2 + U 2 =070.683jAU= (51.30.7)； E=1.4%AU=0.079f = 16.747a =B兀 D + D1 2 V各不确定度的分量:U 二 0.0011；dAU au冷厂o.。0005；汀广o.。00051 2/ dadada( U )2 + (U )2 + (dAU audD D(1dD2T = 0012则：a = (0.07900.0012)； E=1.5% C=1.9% A U =47.3A类不确定度：S =t S =0.216p -xB类不确定度：U = 0;（ A仪=0）jU = ,;S2 + U 2 = 0.220.

17、683/AU= (47.30.22)； E=0.5%f = 15.441AU=0.073a =B兀 D + D1 2V丿各不确定度的分量:dA U= 0.0004；dAU audadD 叮O.。0005；1daU 二 0.00005 dDd22D2)2 = 0.0005dadada( U )2 + (U )2 + (UdAU audD dD12则：a = (0.07300.0005)； E=0.7% C=3% A U =44.4A类不确定度：S =t S =0.4p XB类不确定度：U = 0;（ A仪=0）jU = ；S2 + U 2 = 0.40.683/AU= (44.40.4)； E=

18、0.9%J =0.068f = 14.493a =B兀 D + D1 2 k丿各不确定度的分量:U = 0.0007；dAU au冷厂o.。0005；琴叮o.。00051 2/ dadada( U )2 + (U )2 + (UdAU audD 1dD2D2)2 = 0.0008则：a = (0.06800.0008)； E=1.2%C=4%； A U =42.2A类不确定度：S = t S =0.25p -xB类不确定度：U = 0;（ A仪=0）jU =jS2 + U 2 = 0.250.683jAU= (42.200.25)； E=0.6%f = 13.775=0.065a =B兀 D

19、+ D1 2k丿各不确定度的分量:dA U = 0.0004；dAU audaU = 0.00004； dDq1daU 二 0.00004 dDd22/ dadada( U )2 + ( U )2 + ( U )2 =0.0005dAU audD q dDd21 2则：a = (0.06500.0005)； E=0.8% 4： 七种不同温度，浓度为1.7%的NaC 1溶液; T=30C A U =50.2A类不确定度：S = t S =0.4p -xB类不确定度：U = 0;（ A仪=0）jU = ,;S2 + U 2 = 0.40.683jAU= (50.20.4)； E=0.8%AU=0.

20、077f = 16.388a =B兀 D + D1 2 k丿各不确定度的分量:U 二 0.0007；dAU au冷厂o.。0005；牛叮o.。00051 2/ dadada( U )2 + (U )2 + (UdAU audD 1dD2D2)2 = 00008则：a = (0.07700.0008)； E=1.0% T=35CA U 43.8A类不确定度：S =t S =2.0p -xB类不确定度：U二0;( z=0)U =2 + U 2 = 2.00.683jAU= (43.82.0)； E=4.6%f = 14.298AU=0.067a =B兀 D + D1 2k丿各不确定度的分量:f U

21、 二 0.004；dAU audaU 二 0.00004； dDq1daU 二 0.00004 dDd22/ dadada( U )2 + ( U )2 + ( U )2 - 0.004dAU audD q dDd21 2则：a = (0.067 0.004)； E=6.0% T=40CA U =39.5A类不确定度：S =t S =0.4p -xB类不确定度：U二0;（ A仪=0）jU = ；S2 + U 2 = 0.40.683/AU= (39.50.4)； E=1.0%f = 12.893AU=0.061a =B兀 D + D1 2k丿各不确定度的分量:U = 0.0007；dAU au

22、dadaU = 0.00004； U = 0.00004 dDdDd21 2/ dadada( U )2 + (U )2 + (dAU audD 1dD2=.0008则:a = (0.061000008)； E=1.3%T=45C A U =39.0A类不确定度：S = t S =0.8p -xB类不确定度：U = 0;（ A仪=0）jU = jS2 + U 2 = 0.80.683jAU= (39.00.8)； E=2.1%f = 12.730AU=0.060a =B兀 D + D1 2k丿各不确定度的分量:f U= 0.0013；dAU audaU = 0.00004； dDq1daU 二

23、 0.00004 dDd22/ dadada( U )2 +( U )2 +( U )2 =0.0013 dAU audDq dDD1 2则:a = (0.06000.0013)； E=2.2%T=50C A U =37.6A类不确定度：S =t S =0.8p -xB类不确定度：U = 0;（ A仪=0）jU =JS2 + U 2 = 0.80.683/AU= (37.60.8)； E=2.1%=0.058f = 12.273 a =B兀 D + D1 2k丿各不确定度的分量:U 二 0.0013；dAU audaU 二 0.0007； dD1竺UdD D22二 0.0007/ dadada

24、( U )2 + (U )2 + (dAU audD 1dD2U )2D20.0017则:a = (0.05800.0017)； E=2.5%T=55C A U =37.7A类不确定度：S =t S =0.7p -xB类不确定度：U = 0;（ A仪=0）jU = JS2 + U 2 = 0.70.683jAU= (37.70.7)； E=1.9%f = 12.305J =0.058a =B兀 D + D1 2k丿各不确定度的分量:f U 二 0.0011；dAU audaU 二 0.0007； dDq1竺UdD d22二 0.0007/ dadada0.0015( U )2 + (U )2

25、+ (U )2dAU audD q dD d21 2则：a = (0.05800.0015)； E=2.6% T=60CA U =36.7A类不确定度：S =t S =1.0p rB类不确定度：U.二0;( A仪=0)jU = -S2 + U 2 = 1.00.683jAU= (36.71.0)； E=2.7%f = 11.979- A Ua=y、=0.056Bn D + Dk丿各不确定度的分量:U 二 0.0016；dAU audaU 二 0.0009； dDD1daU 二 0.0009 dDd22/ dadada( U )2 + (U )2 + (dAU audD1DidD2U )2D2二

26、 0.0021则：a = (0.05600.0021)； E=3.75% 4.浓度0.10%0.40%0.70%1.60%1.90%3%4%液张系数0.070.0710.070.0790.0730.0680.065温度30354045505560液张系数0.0770.0670.0610.060.0580.0580.056温度与液张系数的关系1 8 6 4 2 0 o o o o o o o o数系张液205.实验结论：由上图可知；(1)液体浓度在大约1.5%处张力系数较大;(2)温度越高，液体表面张力系数越小；1、研究现状：综述其他人对该实验项目的研究情况，取得了哪些成果。2、参考文献：包括书刊、杂志、网络资料等。