液体表面张力系数与温度和浓度的关系实验研究

２００８年１１月第２３卷第６期

成阳师范学院学报

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉａｎｙａｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

ＮＯＶ．２００８Ｖ０１．２３ＮＯ．６

【应用物理学研究】

液体表面张力系数与温度和浓度的关系实验研究

梅策香，王广平。柳钰

（咸阳师范学院物理系，陕西咸阳７１２０００）

摘要：实验采用拉平法，测出了不同温度和浓度下水和盐水的表面张力系数。通过对实验

数据进行分析。得出了水和盐水的表面张力系数均随温度变化呈线性关系。盐水的表面张力系数随浓度的增大而增加。

关键词：液体表面性质；表面张力系数；温度；浓度中图分类号：Ｇ６４２．４２３

文献标识码：Ａ

文章编号：１６７２—２９１４（２００８）０６—００２１－０２

液体分子之间的内聚力使得液体表面上存在着一种应力．即液体表面张力。液体表面张力使得液体表面犹如张紧的弹性膜，具有自发收缩的趋势，单位长度液膜上的表面张力的大小为液体的表面张力系数．它主要受温度和液体纯度的影响，随温度的升高，表面张力系数会发生变化，掺入不同的杂质可以升高或降低液体的表面张力系数。对液体表面张力系数的理论分析和实验研究成为重要的研究课题ｌＭ。测量

联立以上各式可得：

仅＝坐２煎Ｌ

（４）

…Ｅ三习…．

图１液体曩面张力系数原理图

＆

液体表面张力系数的方法有很多种Ｍ，最常用的方

法是拉平法和拉脱法，另外还有毛细管上升法、Ｗｉｌ．ｈｅｌｍｙ盘法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压力法。本文通过实验方法．在验证水的表面张力系数随温度变化的基础上．进一步分析盐水的表面张力系数随温度和浓度的变化关系。

１．２实验方法

由实验原理可知，实验待测量有三个分别为后、

髫—ｚｏ、￡。

约利秤测量弹簧倔强系数ｋ时，采用逐差法，实验数据如表ｌ：

表１

悬挂的砝码ｍ与弹簧长度ｆ的关系

１实验原理与方法

１．１实验原理

测定液体表面张力采用拉平法，使用约利秤迸行测量。将一长度为￡的洁净长方形金属片浸人水中后。慢慢拉出水面金属片将在液面上竖直拉出一液膜，如图１所示。在金属片丝从液面上被拉出之前。所受力的平衡条件为

达墼

ｒｒｄｍｇ／／ｃｍ

！

１０００１１．Ｏｌ

呈

１５００１１．７３

兰

２０００１２．４８

兰

２５００１３．２３

主

３０００１３．９９

鱼

３５００１４．６９

２

４０００１５．４４

卜ｍ咿＝ｏ

比。则有：

ｏ＇＝２ａＬ

（１）

利用胡克定律及逐差法得：

式中Ｆ为所施的外力，ｍｇ为细丝与所沽附的液体的总质量。盯为表面张力。表面张力与长度Ｌ成正

（２）

露乒ｊ坐一

菇＾＋Ｉ—算Ｂ

（ｎ＝ｌ，２，３，……，７）

ｋ＝ｋｌ＋ｋ２＋ｋ３＋，ｋ４＋ｋｓ＋ｋ６一：０．６７９（Ｎ．ｍ－Ｉ）

Ｏ

螺旋测微器测量金属丝的尺寸￡数据见表２：

ａ为表面张力系数。用焦利秤测量表面张力时，有公式（胡克定律）

Ｆ＝ｋ（Ｘ－Ｘｏ）

（３）

名嘞的测量是针对不同的溶液，数值不同。由于

数据较多此处不一一列出。表面张力系数ｏｒ的结果会引入合成不确定度。

收稿日期：２００８—０３—０５

基金项目：成阳师范学院科研基金项目（０７ＸＳＹＫ２７７；０７ＸＳＹＫ２８５）。

作者简介：梅策香（１９８０一），士，山东沂源县人。成阳师范学院物理系助教，硕士，研究方向为材料物理与化学。

万方数据