⑴ 焦利氏秤的刻度讀數方法
焦利氏秤的刻度讀數方法:在砝碼托盤上加X克砝碼,彈簧伸長了某一長度,細金屬桿上鏡中的標線即向下移動,此時三線不再重合。轉動旋鈕使管向上移動,因而細金屬桿也隨之向上移動。
其中當三線又重合時,在管及管的游標上可讀毀嘩出第二個讀數,該讀數與第一個讀數這差就是彈簧在增加X克重量時所伸長的長度。
制度須知
焦利氏秤上的彈簧是掛在可以上下移動的有刻度的管子上的,管外面套有外管,外管上有游標,旋轉旋鈕即可使管上下移動。
當上下移動管歷高,使細金屬桿上鏡子的標線和玻璃管上的標線在鏡中的像三者重合(以後簡纖爛行稱三線重合)時,相當於彈簧秤對准零點,零點的讀數可由管的刻度和外管上的游標讀出。
⑵ 焦利秤法測液體表面張力系數實驗中影響實驗結果的因素
你好請問是問焦利秤法測液體表面張力系數實驗中影響實驗結果的因素是什麼嗎?焦利秤法測液體表面張力系數實驗中影響實驗結果的因素是:
1、實驗儀器的系統誤差,以及在實驗中周圍環境對實驗儀器性能影響所帶來的誤差。
2、測量金屬絲長度和金屬圈直徑激梁時,讀取鋼板尺示數兆山,由於估讀所產生的誤差。
3、液體中混有雜質,金屬絲(金屬明猜運圈)測量洗潔精溶液後直接測量水的表面張力,未用酒精清洗。
⑶ 測定液體表面張力系數時為什麼加了砝碼後又要取出砝碼
測定液體表面張力系數時.先要測定焦利氏秤的倔強系數k。
測定焦利氏秤的倔強系數k,首先,調節支架升降旋鈕,使小鏡上的水平線C,玻璃管上的水平線D及D在小鏡中的像Dˊ「三線重合」,記下標尺讀數x0;其次,將等量的小砝碼(源帆0.5g)逐個加入砝碼盤,每加一個砝碼,應重新調節升降旋鈕使「掘餘三線重合」,再讀出遊標位置xi(一般取i≤9);最後,再逐個減砝碼,每減一個,仍需調節升降旋鈕使「三線重合」後,再讀出遊標位置,與xi對應的游標位置記為 。用逐差法處理數據,求出倔強系數k及不確定度 。
因為彈簧拉長過程和收縮過程勁度系數不同,需要加減砝碼來測判裂滾定,這樣彈簧才有不確定度
⑷ 焦利氏秤法測液體表面張力系數不確定度怎麼算
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⑸ 液體表面張力系數的測定 如何才能做到不使液膜過早破裂
液體表面張力系數的測定
實驗內容
1.測定焦利氏彈簧的倔強系數.
2.測定水的表面張力系數.
教學要求
1.了解焦利氏秤測微小力的原理,結構和方法.
2.學習拉脫法測定水的表面張力系數.
3.掌握用逐差法處理數據.
4.了解彈簧平衡位置的選取對所研究問題的作用.
實驗器材
焦利氏秤,∏型金屬絲框,0.5g法碼10隻,游標卡尺,玻璃杯,酒精,金屬鑷子,溫度計.
許多涉及液體的物理現象都與液體的表面性質有關,液體表面的主要性質就是表面張力.例如液體與固體接觸時的浸潤與不浸潤現象,毛細現象,液體泡沫的形成等,工業生產中使用的浮選技術,動植物體內液體的運動,土壤中水的運動等都是液體表面張力的表現.
液體表面是具有厚度為分子有效半徑(約m)的液體薄層.
根據分子運動論,液體表面層內的液體分子與液體內部分子比較,缺少一半能對其起吸收作用的液體分子,因而受到一個指向液體內部的力,這樣,液體表面在宏觀上就好像一張綳緊的橡皮膜,存在沿著表面並使表面趨於收縮的應力,這種力稱為表面張力.用表面張力系數來描述.因此,對液體表面張力系數的測定,可以為分析液體表面的分子分布及結構提供幫助.
液體的表面張力系數與液體的性質,雜質情況,溫度等有關.當液面與其蒸汽相接觸時,表面張力僅與液體性質及溫度有關.一般來講,密度小,易揮發液體小;溫度愈高,愈小.
測量液體表面張力系數有多種方法,如拉脫法,毛細管法,平板法,最大工業氣泡壓力法等.本實驗是用拉脫法測定水的表面張力系數.
實驗原理
如果在液體表面想像一條直線段,那麼,表面張力就表現為線段兩邊的的液面會以一定的拉力相互作用,此拉力方向垂直於線段,大小與此線段的長度成正比,即
(6-1)
其中,為液體表面張力系數,國際制中單位為牛頓/米,記為N M-1,數值上等於作用在液體表面單位長度上的力的大小.
拉脫法測定液體表面張力系數是基於液體與固體接觸時的表面現象提出的.由分子運動論可知,當液體分子和與其接觸的固體分子之間的吸引力大於液體分子的內聚力時,就會產生液體浸潤固體的現象.
現將一潔凈∏型金屬絲浸入水中,由於水能浸潤金屬,當拉起金屬絲時,在∏型金屬絲框內就形成雙面水膜.
設∏型金屬絲的直徑為d,內寬為L,重量mg,受浮力f,彈簧向上的拉力F,液體的表面張力為.則∏型絲的受力平衡條件為
(6-2)
設接觸角為β,由於水膜寬度為(L+d),則表面張力為
(6-3)
緩慢拉起∏型絲至水面時,接觸角β趨近於零,上式中cosβ→1.
由於∏型絲不僅本身體積小,重量輕,而且在拉膜過程中,重力和浮力的方向總是相反而相互抵消.如取∏型絲上邊緣恰與水面平齊時為彈簧的平衡位置x0,重力對彈簧的伸長量的貢獻完全可以忽略不計.於是可得,當緩慢拉起∏型絲至水膜剛好破裂的瞬間,表面張力與彈簧的彈力F的大小相等.即有
(6-4)
由(6-3)式得=2(L+d),由胡克定律知,代入上式整理得
= (6-5)
其中,k為焦利彈簧秤的倔強系數,可由實驗測出;為拉膜過程中焦利彈簧的最大伸長量,可由游標的位置計算出來;L為∏型絲的寬度,d為∏型絲的直徑.通常,與L相比d是很小的,以致於可以忽略不計,故式(6-5)可改寫為
= (6-6)
由上式可知,此實驗主要有兩項內容:一是測量焦利彈簧的倔強系數k,二是通過拉膜過程測出.
操作步驟
1.安裝、調試儀器.安裝好支架,裝掛好彈簧、小鏡,砝碼盤及∏型絲框等,調節支架底座螺絲釘使金屬桿鉛直,使小鏡懸在玻璃管中央.
2.測定焦利氏秤的倔強系數k.首先,調節支架升降旋鈕,使小鏡上的水平線C,玻璃管上的水平線D及D在小鏡中的像Dˊ"三線重合",記下標尺讀數x0;其次,將等量的小砝碼(0.5g)逐個加入砝碼盤,每加一個砝碼,應重新調節升降旋鈕使"三線重合",再讀出遊標位置xi(一般取i≤9);最後,再逐個減砝碼,每減一個,仍需調節升降旋鈕使"三線重合"後,再讀出遊標位置,與xi對應的游標位置記為.用逐差法處理數據,求出倔強系數k及不確定度.
3.測定水的表面張力系數
⑴用游標卡尺測出∏型絲框的寬度L,重復測量5次求平均.
⑵將盛有適量水的玻璃燒杯置於支架的載物平台上,將∏型絲框用酒精洗凈後掛在砝碼盤下的小鉤上.
⑶調節載物台和升降鈕的高度,使∏型絲完全浸入水中.
⑷在保證"三線重合"的條件下,一手調節升降鈕,一手調節載物台的高度至∏型絲框上邊緣剛好與水面平齊時,記下支架上游標的位置x0.
⑸在保證"三線重合"的條件下,繼續緩慢調節升降旋鈕和載物台,至∏型絲框剛好脫離液面為止,記下游標位置x.
⑹重復⑶~⑸步驟5次.
⑺記下實驗前,後的室溫,取平均後作為測量過程中水的溫度t.
4.計算水的表面張力系數及其不確定度.
注意事項
1. 在實驗過程中要始終保證小鏡懸於玻管中央.
2. 焦利氏彈簧是精密元件,應輕拿輕放,防止損壞.
3. 測量∏型絲寬度時,應平放於紙上,防止變形.
4. 拉膜時動作要平穩,輕緩,不能在振動不定的情況下測量.
5.測量時要始終保證"三線重合",並在絲框上邊緣與水面平齊時讀取.
6.清潔後的玻璃杯和∏型絲不可用手觸摸.
⑹ 物理實驗:用拉脫發測定液體的表面張力系數 思考題
你說的方法應該是用焦利氏秤測定的吧。
1。焦利氏秤和一般的彈簧秤不同,測定時重物位置保持不變(即彈簧下端位置不變),而伸長彈簧上端,伸長量同樣符合胡克定律。
水的表面張力近似為液膜破裂瞬間的拉力,在拉膜過程中,如果不保持三線對齊,則破裂時不能保證彈簧底端位置不變,而從無法計算拉力。不過在測倔強系數時,不必始終對其,最終可以調節儀器使其對齊後再讀數,而拉膜時,不可能做到這一點(在何位置破裂不知道)。
2。金屬框不規則時,受到的表面張力和理論分析不同,比方豎直的兩條線在理論上是不受表面張力的,如果不豎直,拉伸中就會受到額外的表面張力。不水平時,道理類似。很明顯會引起誤差。
3。計算彈簧的倔強系數一般只能用逐差法,簡單計算平均值將引起中間部分的原始數據兩兩抵消,從而這些數據實際上未能利用,偶然誤差的影響增大。用圖解法是否合適不很容易說清,原則上說,圖解法中數據都可有效利用,應該是可以用的,但與逐差法相比究竟誰優誰劣需要復雜的統計分析,不容易簡單判斷。
⑺ 若焦利氏秤套筒未調鉛直,能否進行測量
能。
若焦利氏秤用於測量液體表面張力系數,測定負荷與彈簧伸長的關系,測定慶讓做物體的比重,稱衡微小物體的重量。
在裝有水平調節螺絲的在足座上,豎直裝一套筒,套筒頂端安裝帶有刻度的游標,筒內插入刻有毫米刻度尺的鋼管,利用旋扭通過裡面的滑輪,鏈條可以調節刻度鋼管在套筒中升降,從而可以讀出彈簧長度的變化。
(7)用焦利氏秤測量張力的方法的數據擴展閱讀:滑凱
注意事項:
1、為保證液膜剛破時三線對齊譽衡,旋轉平台微動調節,特別是金屬圓桿升降鈕時動作要輕緩,三線始終要對齊。
2、焦利氏秤的彈簧屬於精密儀器,使用中需要小心安裝。
3、先測斷裂時的讀數,再將金屬桿下降至三線對齊。
4、彈簧及砝碼要輕拿輕放,調節旋鈕須緩慢,以免彈簧發生永久性形變。
⑻ 拉脫法測液體表面張力的實驗中,焦利氏秤測量微小力的原理和方法是什麼
[實驗原理]
液體具有盡量縮小其表面的趨勢,就象液體表面是一張拉緊了的橡皮膜一樣。我們把這種沿著表面的、收縮液面的力稱為表面張力。
設想在液面上有一長為L的線段,那麼表面張力的作用就表現在線段L兩邊的液面以力F相互作用,F的方向垂直於線段L,且與液面相切,大小與L 的長度成正比,即:
F=aL (11-1)
式中a為液體的表面張力系數,它在數值上等於作用於液體表面單位長度上的力,它的單位為N.m-1。表面張力系數a的大小與液體的性質、溫度和所含的雜質有關。
如圖力-8所示,將金屬絲框垂直浸入水中潤濕後往上提起,此時金屬絲框下面帶出一水膜。該膜有著兩個表面,每一表面與水面相交的線段上都受到大小為F= Al,方向豎直向下的表面張力的作用。要把金屬絲框從水中拉脫出來,就必須在金屬絲框上加一定的力F。當水膜剛要被拉斷時,則有
F=mg+2al (11-2)
式中mg為金屬絲框和水膜所受的重力。根據上式有:
a=(F-mg)/2l (11-3)
由上式可見,只要測量金屬絲框的寬度L和F-mg的值,就可算出水的表面張力系數,其中F-mg是通過焦利氏秤來稱量的(不單獨測F);測量出彈簧的倔強系數K,再根據胡克定律式(力-8)就可以求出F-mg的值。
[實驗儀器]
焦利氏秤,金屬絲框,砝碼(100、500 mg各1,200 mg2個),玻璃皿,鑷子,游標尺,
室溫計,蒸餾水,酒精,葯棉
[實驗內容]
1、 測量彈簧的倔強系數
(1) 熟讀有關焦利氏秤的使用說明,調節好焦利氏秤,並掛上砝碼盤和金屬絲框。
(2) 使焦利氏秤"三線對齊",從游標上讀出未加砝碼時的位置坐標X0。
(3) 在砝碼盤內逐次添加相同的小砝碼Δm(取Δm=100mg)。直到m=900mg,每增添一隻砝碼,都要調節升降旋鈕G,使焦利氏秤重新到達"三線對齊",再分別讀出其位置坐標Xi。
(4) 用逐差法處理所測數據,求出彈簧的倔強系數K,並算出誤差。
2、 測量純水的表面張力系數
注意:(1)金屬絲框、玻璃皿和其中的蒸餾水必須保持潔凈,不可用手觸摸。
(2)實驗時,焦利氏秤的反射鏡在上下運動時不可和旁邊的玻璃管接觸。
(3)測量X時應隨時檢查零點讀數X0有無變化。
(4)金屬線框拉脫水面瞬間必須保持水平,否則該數據無效。
(5)焦利氏秤的彈簧最大負荷為15g,不得超過,更不可用力拉長,以免損壞。
[數據處理]
1、 測量彈簧的倔強系數
2、 測量水的表面張力系數
3、 和附表13給出該溫度時的標准值比較。