液体表面张力测定方法比较
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发布时间：2023-01-06 01:11
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时间：2023-10-16 23:08
(Liquidsurfacetension),因液面上部蒸气或空气分子不如液体内之分子密,故内部
分子力(inter molecular force)较大,使分子有走向液体内陪的趋势,因此液体表面
常生面积缩小之张力.
液体表面张力以dyne/cm,erg/cm2两单位表示,亦即显示液体单位表面积所具
有之能量,影响之值之因素以温度,溶质为重要,分子种类不同.若分子力愈强,
液体的表面现象愈显著.但溶质涉及浓度,我们一并列入研究范围,由研究的结
论得到温度升高表面张力降低,因分子间的距离愈大,外表面张力愈小.又分子
量大者,表面张力下降显著,都分溶质能增加表面张力.
貮●正文:
一,动机:
上物理课时,老师向我们提起「表面张力」现象,引发我们对表面张力的兴趣,
我们便查询是否有仪器可测量,因而查到「电流天平」,这种仪器进而尝试著利
用电流天平原理自制一表面张力测定计测出更精确的数据.
二,研究目的:
(1) 利用电流天平原理自制一表面张力测定计
(2) 讨论自制表面张力测定计是否能够量得更准确的数值
(3)讨论温度和浓度对表面张力的影响
三,研究设备及器材:
电流天平(电源供应器,电阻器,安培计),滴管,加热搅拌器,培养皿,温度计,
烧杯,蒸馏水.
四,过程:
我们把电流天平一端放置於固定螺线管内,一端放置一圆环,并把圆环置於注八
分满待测液体的培养皿中且维持其平衡.我们以电流输出器输出电流并控制其电
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液体的表面张力探讨
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流量,使其一条通过固定螺线管另一条通过电流天平,使在固定螺线管内磁场产
生向下的力而把另一端圆环举起,使其拖离待测液体,即立即停止输入电流并记
录其指针式安培计所测出其电流.
五,遇到的瓶颈:
(1) 因为电流热效应过大,而导致温度过高容易造成鳄鱼夹,安培计等仪器损坏.
解决方式:首先我们把电流降低,但是后来发现降低电流的结果反而使电流天平
无法产生足够把圆环举起的电流,后来经过讨论之后,决定以耐高温的电线代替
鳄鱼夹.
(2)因仪器的老旧使得其表面少许生锈,导致电流无法顺利通过,使实验无法达
到准确性.
解决方式:我们以砂纸磨去其生锈的部份,细心保养,并且每次进行实验前必再
以砂纸磨过一次,以增加其准确性.
(3)我们以数位安培计测出其电流输出值,但是因为数位安培计无法承受其电流
所产生的热效应而导致精确度降低.
解决方式:我们以指针式安培计代替数位安培计,因为指针式安培计比较可以承
受其电流所产生的热效应而不影响其准确度.
(3) 我们一开始在加热一些液体(像酒精,水等等)时,常常是温度一下子就跑掉
了,导致测量的误差而要重覆做很多次.
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解决方式:我们后来直接先加热到要测量的最高温度之上或降温到最低温度之
下,然后再用温度计测量,一到了测量温度,便开始实验.
参●结论:
一, 温度与浓度对表面张力的影响:
(1) 液体温度
A.如果温度愈高,则:
a.液面分子的动能及分子间的距离愈大
b.分子间吸引力愈小
c.表面张力愈小
(2) 液体纯度
A.溶体溶有杂质
a.分子间的内聚力变小
b.表面张力变小
二,
由於目前使用的安培计可测量的单位不够小,使测出之数据不够精确,未来希望
以更精密,更优质的数位安培计取代,以求更加精确.
今的电流天平是以测得的电流值,比较之后求得待测物之表面张力值将来以拿
到高斯计,测出线圈中的磁场大小,并直接求得表面张力值.
三,
表面张力测定方法基多,大至可分为静态方法(Static method)及动态方法
(Dynamic method),前者於理论上及实验上有许多研究,因此本实验均采动态方
法,以电流天平及丢奴张力计的原理相结合,自制此一张力计.
四,
液体的表面张力随温度的上升而递减,是因为温度上升,分子的热振动愈激烈,
而减弱分子间相互拉引的内聚力的缘故.
假若溶质有第二者存在,则表面张力值更为复杂,且与浓度成相关性的变更,即
溶质多,浓度大,其液体内部友应复杂,常使表面张力值不稳定,实验无法能够
预期达成.
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实验结果发现,表面张力值因温度普遍降低.
热心网友
时间：2023-10-16 23:08
