液體表面張力系數(shù)測定儀[實驗目的] 1.用拉脫法測量室溫下液體的表面張力系數(shù) 2.學習力敏傳感器的定標方法 [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系數(shù)的實驗方法稱為拉脫法.若金屬片為環(huán)狀吊片時，考慮一級近似，可以認為脫離力為表面張力系數(shù)乘上脫離表面的周長，即F=α·π(D1十D2 ) (1) 式中，F(xiàn)為脫離力，D1，D2分別為圓環(huán)的外徑和內徑，α為液體的表面張力系數(shù). 硅壓阻式力敏傳感器由彈性梁和貼在梁上的傳感器芯片組成，其中芯片由四個硅擴散電阻集成一個非平衡電橋，當外界壓力作用于金屬梁時，在壓力作用下，電橋失去平衡，此時將有電壓信號輸出，輸出電壓大小與所加外力成正此，即 △U=KF (2) 式中，F(xiàn)為外力的大小，K為硅壓阻式力敏傳感器的靈敏度，△U為傳感器輸出電壓的大小。 [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硅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(shù)字電壓表.其他裝置包括鐵架臺,微調升降臺,裝有力敏傳感器的固定桿,盛液體的玻璃皿和圓環(huán)形吊片,實驗證明,當環(huán)的直徑在3cm附近而液體和金屬環(huán)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系數(shù)的結果較為正確。 圖14-1 液體表面張力測定裝置
 

　　液體表面張力系數(shù)測定儀
 

　　[實驗內容] 一、必做部分 1.力敏傳感器的定標 每個力敏傳感器的靈敏度都有所不同，在實驗前，應先將其定標，步驟如下：打開儀器地電源開關，將儀器預熱。(1)在傳感器梁端頭小鉤中，掛上砝碼盤，調節(jié)電子組合儀上的補償電壓旋鈕，使數(shù)字電壓表顯示為零。(2)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(shù)字電壓表的讀數(shù)值U.(4)用zui小二乘法作直線擬合,求出傳感器靈敏度K. 2、 環(huán)的測量與清潔 (1)用游標卡尺測量金屬圓環(huán)的外徑D1和內徑D2 (關于游標卡尺的使用方法請閱實驗1) (2)環(huán)的表面狀況與測量結果有很大的關系，實驗前應將金屬環(huán)狀吊片在NaOH溶液中浸泡20-30秒，然后用凈水洗凈。 3、液體的表面張力系數(shù) (1)將金屬環(huán)狀吊片掛在傳感器的小鉤上，調節(jié)升降臺，將液體升至靠近環(huán)片的下沿，觀察環(huán)狀吊片下沿與待測液面是否平行，如果不平行，將金屬環(huán)狀片取下后，調節(jié)吊片上的細絲，使吊片與待測液面平行。 (2)調節(jié)容器下的升降臺，使其漸漸上升，將環(huán)片的下沿部分全部浸沒于待測液體，然后反向調節(jié)升降臺，使液面逐漸下降，這時，金屬環(huán)片和液面間形成一環(huán)形液膜，繼續(xù)下降液面，測出環(huán)形液膜即將拉斷前一瞬間數(shù)字電壓表讀數(shù)值U1和液膜拉斷后一瞬間數(shù)字電壓表讀數(shù)值U2。 △U=U1-U2 (3)將實驗數(shù)據(jù)代人公式(2)和(1)，求出液體的表面張力系數(shù)，并與標準值進行比較。 二、選做部分 測出其他待測液體，如酒精、丙酮等在不同濃泄勁時的表面張力系數(shù)