拉脱法是静力学测量方法吗

❶ 拉脱法测表面张力的原理是什么

大学物理实验教材对拉脱法测表面张力原理是这样叙述的:当金属框拉起液膜时，接触角逐渐减小，当接触角为0时，f垂直向下，此时金属丝所受拉力即为表面张力。

❷ 测量液体表面张力系数除拉脱法的其他实验方法有哪些

液体表面张力的测定方法分静力学法和动力学法。静力学法有毛细管上升法、 Noüy环法、Wilhelmy盘法、旋滴法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压力法；动力学法有震荡射流法、毛细管波法。其中毛细管上升法和最大气泡压力法不能用来测液-液界面张力。

Wilhelmy盘法，最大气泡压力法，震荡射流法，毛细管波法可以用来测定动态表面张力。由于动力学法本身较复杂，测试精度不高，而先前的数据采集与处理手段都不够先进，致使此类测定方法成功应用的实例很少。因此，实际生产中多采用静力学测定方法。

(2)拉脱法是静力学测量方法吗扩展阅读

液体表面张力系数的性质表现为：

1、液体不同表面张力系数不同。例如，密度小的，容易蒸发的液体表面张力系数小，如液氢和液氦；已熔化的金属表面张力系数则很大。

2、表面张力系数随温度的升高而减小，近似地为一线性关系。

3、表面张力系数的大小还与相邻物质的化学性质有关。

4、表面张力系数还与杂质有关，加入杂质可促使液体表面张力系数增大或减小。一般说来醇、酸、醛、酮等有机物质大都是表面活性物质，比水的表面张力系数小得多。例如，在钢液结晶时，加入少量的硼，就是为了促使液态金属加快结晶的速度。

❸ 拉脱法的物理本质是什么(大学物理实验）

液体的表面有如弹簧的弹性薄膜，都有收缩的趋势，所以液滴总是趋于球形。这说明在液体的表面内存在一种张力 ，这种液体表面的张力作用，从性质上看，类似固体内部的拉伸胁强，被称为表面张力。

❹ 拉脱法的物理本质是什么

首先要明液体表面张力产生的原因：表面张力是分子力的一种宏观表现，在内聚力的作用下，表面层液体分子的移动总是尽量地使表面积减小．在液体表面形成一层弹性薄膜，叫做表面层,表面层里的分子比液体内部稀疏,分子间的距离比液体内部大一些,分子间的相互作用表现为引力。就象你要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势。
拉脱法就是通过测量破坏这个引力时的力来计算张力系数，就像测量弹簧的最大曲张力一样。

张力系数受温度、液体纯度等的影响，一般说来实验的结果都会比真实值大。

❺ 拉脱法物理本质

液体的表面有如弹簧的弹性薄膜,都有收缩的趋势,所以液滴总是趋于球形.这说明在液体的表面内存在一种张力 ,这种液体表面的张力作用,从性质上看,类似固体内部的拉伸胁强,被称为表面张力.
1：测量一个已知周长的金属片从待测液体表面脱离时需要的力，求得该液体表面张力系数的实验方法称为拉脱法．若金属片为环状吊片时，考虑一级近似，可以认为脱离力为表面张力系数乘上脱离表面的周长，即
F=α·π(D1十D2 ) （1）
式中，F为脱离力，D1，D2分别为圆环的外径和内径，α为液体的表面张力系数．
2： 面张力系数 与液体的种类、纯度、温度和它上方的气体成分有关
3： 朱利氏称的弹簧很精密，而且对形变得测量也很精确，它们的差别就像普通直尺和螺旋测距仪的差别一样。

❻ 拉脱法测定液体表面张力系数是什么

测量一个已知周长的金属片从待测液体表面脱离时需要的力，得该液体表面张力系数的实验方法，若金属片为环状吊片时，考虑一级近似，可以认为脱离力为表面张力系数乘上脱离表面的周长，即 F=α·π(D1十D2）。

学会运用Matlab求连续时间信号的傅里叶变换，运用Matlab画连续时间信号的频谱图，学会运用Matlab分析连续时间信号的傅里叶变换的性质。

系数测定

液体表面张力的测定方法分静力学法和动力学法。静力学法有毛细管上升法、Noüy 环法、Wilhelmy 盘法、旋滴法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压力法;动力学法有震荡射流法、毛细管波法。

其中毛细管上升法和最大气泡压力法不能用来测液液界面张力。Wilhelmy 盘法，最大气泡压力法， 震荡射流法，毛细管波法可以用来测定动态表面张力。

❼ 什么是拉脱法它有什么优点

拉脱法是一种利用焦利秤直接测量液体表面张力的方法，采用物体的弹性形变(伸长或扭转)来量度力的大小。

原理简单，易于理解，测量结果简单明了。

拉脱法的物理本质是表面张力，表面张力是分子力的一种宏观表现，在内聚力的作用下，表面层液体分子的移动总是尽量地使表面积减小。在液体表面形成一层弹性薄膜，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力。

拉脱法就是通过测量破坏这个引力时的力来计算张力系数，就像测量弹簧的最大曲张力一样。液体的表面有如弹簧的弹性薄膜，都有收缩的趋势，所以液滴总是趋于球形。这说明在液体的表面内存在一种张力，这种液体表面的张力作用，从性质上看，类似固体内部的拉伸胁强，被称为表面张力。

❽ 用拉脱法测量液体表面张力，测量水膜高度，写出两种方法

测定液体表面张力系数的常用方法有：拉脱法，液滴测重法和毛细管升高法等。拉脱法是一种直接测定法，通过物体的弹性形变（拉伸或扭转）来度量力的大小，如扭力天平法、焦力称法等。

实验中采用拉脱法测量水与空气界面的表面张力系数。通过实验可以重点学习如下内容：（1）实验方法：测量液体表面张力系数的拉脱法。（2）测量方法：用液体界面张力仪定标测量微小力的方法。（3）数据处理方法：质量标准曲线的绘制方法。（4）仪器调整使用方法：液体界面张力仪的调整使用方法。

❾ 如何测液体的表面张力

液体表面张力系数的测定

液体的表面张力是表征液体性质的一个重要参数．测量液体的表面张力系数有多种方法，拉脱法是测量液体表面张力系数常用的方法之一．该方法的特点是，用秤量仪器直接测量液体的表面张力，测量方法直观，概念清楚．用拉脱法测量液体表面张力，对测量力的仪器要求较高，由于用拉脱法测量液体表面的张力约在1×10-3～1×10-2 N之间，因此需要有一种量程范围较小，灵敏度高，且稳定性好的测量力的仪器．近年来，新发展的硅压阻式力敏传感器张力测定仪正好能满足测量液体表面张力的需要，它比传统的焦利秤、扭秤等灵敏度高，稳定性好，且可数字信号显示，利于计算机实时测量，为了能对各类液体的表面张力系数的不同有深刻的理解，在对水进行测量以后，再对不同浓度的酒精溶液进行测量，这样可以明显观察到表面张力系数随液体浓度的变化而变化的现象，从而对这个概念加深理解。

[实验目的]

1．用拉脱法测量室温下液体的表面张力系数

2．学习力敏传感器的定标方法

[实验原理]

测量一个已知周长的金属片从待测液体表面脱离时需要的力，求得该液体表面张力系数的实验方法称为拉脱法．若金属片为环状吊片时，考虑一级近似，可以认为脱离力为表面张力系数乘上脱离表面的周长，即

F=α·π(D1十D2 ) （1）

式中，F为脱离力，D1，D2分别为圆环的外径和内径，α为液体的表面张力系数．

硅压阻式力敏传感器由弹性梁和贴在梁上的传感器芯片组成，其中芯片由四个硅扩散电阻集成一个非平衡电桥，当外界压力作用于金属梁时，在压力作用下，电桥失去平衡，此时将有电压信号输出，输出电压大小与所加外力成正此，即

△U=KF （2）

式中，F为外力的大小，K为硅压阻式力敏传感器的灵敏度，△U为传感器输出电压的大小。

[实验装置]

图14-1为实验装置图,其中,液体表面张力测定仪包括硅扩散电阻非平衡电桥的电源和测量电桥失去平衡时输出电压大小的数字电压表．其他装置包括铁架台,微调升降台,装有力敏传感器的固定杆,盛液体的玻璃皿和圆环形吊片,实验证明,当环的直径在3cm附近而液体和金属环接触的接触角近似为零时.运用公式(1)测量各种液体的表面张力系数的结果较为正确。

图14-1 液体表面张力测定装置

[实验内容]

一、必做部分

1、 力敏传感器的定标

每个力敏传感器的灵敏度都有所不同，在实验前，应先将其定标，步骤如下：打开仪器的电源开关，将仪器预热。（2）在传感器梁端头小钩中，挂上砝码盘，调节电子组合仪上的补偿电压旋钮，使数字电压表显示为零。（3）在砝码盘上分别如0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g、3.0g等质量的砝码，记录相应这些砝码力F作用下，数字电压表的读数值U.(4)用最小二乘法作直线拟合,求出传感器灵敏度K.

2、 环的测量与清洁

（1）用游标卡尺测量金属圆环的外径D1和内径D2 （关于游标卡尺的使用方法请阅实验1）

（2）环的表面状况与测量结果有很大的关系，实验前应将金属环状吊片在NaOH溶液中浸泡20－30秒，然后用净水洗净。

3、液体的表面张力系数

（1）将金属环状吊片挂在传感器的小钩上，调节升降台，将液体升至靠近环片的下沿，观察环状吊片下沿与待测液面是否平行，如果不平行，将金属环状片取下后，调节吊片上的细丝，使吊片与待测液面平行。

（2）调节容器下的升降台，使其渐渐上升，将环片的下沿部分全部浸没于待测液体，然后反向调节升降台，使液面逐渐下降，这时，金属环片和液面间形成一环形液膜，继续下降液面，测出环形液膜即将拉断前一瞬间数字电压表读数值U1和液膜拉断后一瞬间数字电压表读数值U2。

△U＝U1-U2

（3）将实验数据代人公式（2）和（1），求出液体的表面张力系数，并与标准值进行比较。

二、选做部分

测出其他待测液体，如酒精、乙醚、丙酮等在不同浓泄劲时的表面张力系数

三、实验数据和记录

1、传感器灵敏度的测量

表14-1

砝码／g
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000

电压／mV

经最小二乘法拟合得K=_______mV/N,拟合的线性相关系数r=__________

2、水的表面张力系数的测量

金属环外径D1=_________cm,内径D2=_______ cm, 水的温度：θ=________τ.

表14-2

编号
U­­1/mV
U2/mV
△U/mV
F/N
A/N.m-1

1

2

3

4

5

平均值： =_______N/m

附：水的表面张力系数的标准值：

A/N.m--1
0.074 22
0.073 22
0.072 75
0.071 97
0.071 18

水的温度t/C
10
15
20
25
30

❿ 简述液体表面张力实验中传感器灵敏度B的含义及求解方法

用硅压阻力敏传感器测定液体表面张力系数
一．实验目的
1．了解液体表面张力的性质，掌握拉托法测定液体表面张力的原理。
2．学习硅压阻力敏传感器的物理原理，测定水等液体的表面张力系数。
二．实验仪器

图1 表面张力系数测定仪
WBM-1A型液体表面张力测定仪、游标卡尺
三．实验原理（缺两张图）
表面张力是分子力的一种表现，它发生在液体和气体接触的边界部分，是由表面层的液体分子处于特殊情况决定的。液体内部的分子和分子之间几乎是紧挨着的，分子间经常保持平衡距离，稍远一些就相吸，稍近一些就相斥，这就决定了液体分子不像气体分子那样可以无限扩散，而只能在平衡位置附近振动和旋转。在液体表面附近的分子，由于上层空间气相分子对它的吸引力小于内部液相分子对它的吸引力，所以该分子所受合力不等于零，其合力方向垂直指向液体内部，这种收缩力称为表面张力。表面层分子间的斥力随它们彼此间的距离增大而减小，在这个特殊层中分子间的引力作用占优势。如果在液体表面上任意划一条分界线MN把液面分成a、b两部分(如图2所示)，f表示a部分表面层中的分子对b部分的吸引力，f´表示右部分表面层中的分子对a部分的吸引力，这两部分的力一定大小相等、方向相反。这种表面层中任何两部分间的相互牵引力，促使了液体表面层具有收缩的趋势。由于表面张力的作用，液体表面总是趋向于尽可能缩小，因此空气中的小液滴往往呈圆球形状。

图2 液体表面张力示意图
表面张力的方向和液面相切，并和两部分的分界线垂直，如果液面是平面，表面张力就在这个平面上。如果液面是曲面，表面张力就在这个曲面的切面上。表面张力是物质的特性，其大小与温度和界面的性质有关。表面张力f的大小跟分界线MN的长度L成正比，可写成
f = αL （1）
系数α叫做表面张力系数，它的单位是“N/m”。在数值上表面张力系数就等于液体表面相邻两部分间单位长度的相互牵引力，表面张力系数与液体的温度和纯度等有关，与液面大小无关。液体温度升高，α减小，纯净的液体混入微量杂质后，α明显减小。

图3 拉脱过程受力分析
普通物理实验中测量表面张力的常用方法有拉脱法、毛细管法和最大泡压法等。这里我们采用拉脱法，用硅压阻力敏传感器测量液体的表面张力。具体测量方法是把一个表面清洁的铝合金圆环吊挂在力敏传感器的拉钩上，升高升降台使铝合金圆环垂直浸入液体中，降低升降台，液面下降，当吊环底面与液面平齐或略高时，由于液体表面张力的作用，吊环的内、外壁会带起一部分液体，如图3所示。平衡时吊环重力mg、向上拉力F与液体表面张力f满足
F=mg+fcosφ （2）
吊环临界脱离液体时，φ=0，即cosφ=1，则平衡条件近似为
f=F-mg=α(D1+D2)π （3）
式中D1、D2分别为吊环的内径和外径，液体表面的张力系数为
α=(F-mg)/π(D1+D2) （4）
实验需测出F、mg及D1和D2。
利用力敏传感器测力，首先进行硅压阻力敏传感器定标，求得传感器灵敏度B (mV/N)，再测出吊环在即将拉脱液面时(F=mg+f)电压表读数U1，记录拉脱后(F=mg)数字电压表的读数U2，代入式(3)得
α=(U1+U2)/Bπ(D1+D2)。 （5）
四．实验步骤
1. 实验准备
开机预热15分钟，清洗玻璃器皿和吊环；用游标卡尺分别测量吊环的内外直径D1和D2。
2．硅压阻力敏传感器定标
（1）将砝码盘挂在力敏传感器的钩上，选择“200 mV”档位对传感器调零定标。
（2）每次将1 g（1个）的砝码放入砝码盘内，分别记录下数字电压表的读数，直至加到7 g为止，将数据记录于表1中（待电压表输出基本稳定后再读数）。
3．测定表面张力
在玻璃器皿内放入待测的水并安放在升降台上，将金属吊环挂在力敏传感器的钩上，吊环应保持水平，顺时针缓慢转动升降台使液面上升，当吊环下沿部分全部浸入液体内时，改为逆时针缓慢转动升降台使液面下降，观察环浸入液体中及从液体中拉起时的物理过程和现象，特别注意吊环即将拉断液面前一瞬间的数字电压表读数U1和拉断后数字电压表读数U2，并记录下这两个数值，重复上述测量过程5次，应的U1和U2记录于表2中。
五．注意事项
（1）力敏传感器使用时用力不宜大于30 g，否则损坏传感器，砝码应轻拿轻放。
（2 器皿和吊环经过洁净处理后，不能再用手接触，亦不能用手触及液体。
（3）吊环保持水平，缓慢旋转升降台，避免水晃动，准确读取U1和U2。
（4）实验结束后擦干、包好吊环。
六．实验数据
表1 力敏传感器定标
砝码质量/g
1
2
3
4
5
6
7
输出电压/mV
根据定标公式U=B*mg，用最小二乘法确定仪器的灵敏度B， g=9.80 m/s2。
表2 测定水的表面张力系数
次数
U1/mV
U2/mV
Δ(U1-U2)/mV
α/(×10-3N/m)
1
2
3
4
5
内径D1/mm
外经D2/mm
七．思考题
（1）还可以采用哪些方法对力敏传感器灵敏度B的实验数据进行处理？
（2）分析吊环即将拉断液面前的一瞬间电压表读数值由大变小的原因？
（3）对实验的系统误差和随机误差进行分析，提出减小误差改进实验的方法措施？