⑴ 焦利氏秤的刻度读数方法
焦利氏秤的刻度读数方法:在砝码托盘上加X克砝码,弹簧伸长了某一长度,细金属杆上镜中的标线即向下移动,此时三线不再重合。转动旋钮使管向上移动,因而细金属杆也随之向上移动。
其中当三线又重合时,在管及管的游标上可读毁哗出第二个读数,该读数与第一个读数这差就是弹簧在增加X克重量时所伸长的长度。
制度须知
焦利氏秤上的弹簧是挂在可以上下移动的有刻度的管子上的,管外面套有外管,外管上有游标,旋转旋钮即可使管上下移动。
当上下移动管历高,使细金属杆上镜子的标线和玻璃管上的标线在镜中的像三者重合(以后简纤烂行称三线重合)时,相当于弹簧秤对准零点,零点的读数可由管的刻度和外管上的游标读出。
⑵ 焦利秤法测液体表面张力系数实验中影响实验结果的因素
你好请问是问焦利秤法测液体表面张力系数实验中影响实验结果的因素是什么吗?焦利秤法测液体表面张力系数实验中影响实验结果的因素是:
1、实验仪器的系统误差,以及在实验中周围环境对实验仪器性能影响所带来的误差。
2、测量金属丝长度和金属圈直径激梁时,读取钢板尺示数兆山,由于估读所产生的误差。
3、液体中混有杂质,金属丝(金属明猜运圈)测量洗洁精溶液后直接测量水的表面张力,未用酒精清洗。
⑶ 测定液体表面张力系数时为什么加了砝码后又要取出砝码
测定液体表面张力系数时.先要测定焦利氏秤的倔强系数k。
测定焦利氏秤的倔强系数k,首先,调节支架升降旋钮,使小镜上的水平线C,玻璃管上的水平线D及D在小镜中的像Dˊ“三线重合”,记下标尺读数x0;其次,将等量的小砝码(源帆0.5g)逐个加入砝码盘,每加一个砝码,应重新调节升降旋钮使“掘余三线重合”,再读出游标位置xi(一般取i≤9);最后,再逐个减砝码,每减一个,仍需调节升降旋钮使“三线重合”后,再读出游标位置,与xi对应的游标位置记为 。用逐差法处理数据,求出倔强系数k及不确定度 。
因为弹簧拉长过程和收缩过程劲度系数不同,需要加减砝码来测判裂滚定,这样弹簧才有不确定度
⑷ 焦利氏秤法测液体表面张力系数不确定度怎么算
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⑸ 液体表面张力系数的测定 如何才能做到不使液膜过早破裂
液体表面张力系数的测定
实验内容
1.测定焦利氏弹簧的倔强系数.
2.测定水的表面张力系数.
教学要求
1.了解焦利氏秤测微小力的原理,结构和方法.
2.学习拉脱法测定水的表面张力系数.
3.掌握用逐差法处理数据.
4.了解弹簧平衡位置的选取对所研究问题的作用.
实验器材
焦利氏秤,∏型金属丝框,0.5g法码10只,游标卡尺,玻璃杯,酒精,金属镊子,温度计.
许多涉及液体的物理现象都与液体的表面性质有关,液体表面的主要性质就是表面张力.例如液体与固体接触时的浸润与不浸润现象,毛细现象,液体泡沫的形成等,工业生产中使用的浮选技术,动植物体内液体的运动,土壤中水的运动等都是液体表面张力的表现.
液体表面是具有厚度为分子有效半径(约m)的液体薄层.
根据分子运动论,液体表面层内的液体分子与液体内部分子比较,缺少一半能对其起吸收作用的液体分子,因而受到一个指向液体内部的力,这样,液体表面在宏观上就好像一张绷紧的橡皮膜,存在沿着表面并使表面趋于收缩的应力,这种力称为表面张力.用表面张力系数来描述.因此,对液体表面张力系数的测定,可以为分析液体表面的分子分布及结构提供帮助.
液体的表面张力系数与液体的性质,杂质情况,温度等有关.当液面与其蒸汽相接触时,表面张力仅与液体性质及温度有关.一般来讲,密度小,易挥发液体小;温度愈高,愈小.
测量液体表面张力系数有多种方法,如拉脱法,毛细管法,平板法,最大工业气泡压力法等.本实验是用拉脱法测定水的表面张力系数.
实验原理
如果在液体表面想象一条直线段,那么,表面张力就表现为线段两边的的液面会以一定的拉力相互作用,此拉力方向垂直于线段,大小与此线段的长度成正比,即
(6-1)
其中,为液体表面张力系数,国际制中单位为牛顿/米,记为N M-1,数值上等于作用在液体表面单位长度上的力的大小.
拉脱法测定液体表面张力系数是基于液体与固体接触时的表面现象提出的.由分子运动论可知,当液体分子和与其接触的固体分子之间的吸引力大于液体分子的内聚力时,就会产生液体浸润固体的现象.
现将一洁净∏型金属丝浸入水中,由于水能浸润金属,当拉起金属丝时,在∏型金属丝框内就形成双面水膜.
设∏型金属丝的直径为d,内宽为L,重量mg,受浮力f,弹簧向上的拉力F,液体的表面张力为.则∏型丝的受力平衡条件为
(6-2)
设接触角为β,由于水膜宽度为(L+d),则表面张力为
(6-3)
缓慢拉起∏型丝至水面时,接触角β趋近于零,上式中cosβ→1.
由于∏型丝不仅本身体积小,重量轻,而且在拉膜过程中,重力和浮力的方向总是相反而相互抵消.如取∏型丝上边缘恰与水面平齐时为弹簧的平衡位置x0,重力对弹簧的伸长量的贡献完全可以忽略不计.于是可得,当缓慢拉起∏型丝至水膜刚好破裂的瞬间,表面张力与弹簧的弹力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为焦利弹簧秤的倔强系数,可由实验测出;为拉膜过程中焦利弹簧的最大伸长量,可由游标的位置计算出来;L为∏型丝的宽度,d为∏型丝的直径.通常,与L相比d是很小的,以致于可以忽略不计,故式(6-5)可改写为
= (6-6)
由上式可知,此实验主要有两项内容:一是测量焦利弹簧的倔强系数k,二是通过拉膜过程测出.
操作步骤
1.安装、调试仪器.安装好支架,装挂好弹簧、小镜,砝码盘及∏型丝框等,调节支架底座螺丝钉使金属杆铅直,使小镜悬在玻璃管中央.
2.测定焦利氏秤的倔强系数k.首先,调节支架升降旋钮,使小镜上的水平线C,玻璃管上的水平线D及D在小镜中的像Dˊ"三线重合",记下标尺读数x0;其次,将等量的小砝码(0.5g)逐个加入砝码盘,每加一个砝码,应重新调节升降旋钮使"三线重合",再读出游标位置xi(一般取i≤9);最后,再逐个减砝码,每减一个,仍需调节升降旋钮使"三线重合"后,再读出游标位置,与xi对应的游标位置记为.用逐差法处理数据,求出倔强系数k及不确定度.
3.测定水的表面张力系数
⑴用游标卡尺测出∏型丝框的宽度L,重复测量5次求平均.
⑵将盛有适量水的玻璃烧杯置于支架的载物平台上,将∏型丝框用酒精洗净后挂在砝码盘下的小钩上.
⑶调节载物台和升降钮的高度,使∏型丝完全浸入水中.
⑷在保证"三线重合"的条件下,一手调节升降钮,一手调节载物台的高度至∏型丝框上边缘刚好与水面平齐时,记下支架上游标的位置x0.
⑸在保证"三线重合"的条件下,继续缓慢调节升降旋钮和载物台,至∏型丝框刚好脱离液面为止,记下游标位置x.
⑹重复⑶~⑸步骤5次.
⑺记下实验前,后的室温,取平均后作为测量过程中水的温度t.
4.计算水的表面张力系数及其不确定度.
注意事项
1. 在实验过程中要始终保证小镜悬于玻管中央.
2. 焦利氏弹簧是精密元件,应轻拿轻放,防止损坏.
3. 测量∏型丝宽度时,应平放于纸上,防止变形.
4. 拉膜时动作要平稳,轻缓,不能在振动不定的情况下测量.
5.测量时要始终保证"三线重合",并在丝框上边缘与水面平齐时读取.
6.清洁后的玻璃杯和∏型丝不可用手触摸.
⑹ 物理实验:用拉脱发测定液体的表面张力系数 思考题
你说的方法应该是用焦利氏秤测定的吧。
1。焦利氏秤和一般的弹簧秤不同,测定时重物位置保持不变(即弹簧下端位置不变),而伸长弹簧上端,伸长量同样符合胡克定律。
水的表面张力近似为液膜破裂瞬间的拉力,在拉膜过程中,如果不保持三线对齐,则破裂时不能保证弹簧底端位置不变,而从无法计算拉力。不过在测倔强系数时,不必始终对其,最终可以调节仪器使其对齐后再读数,而拉膜时,不可能做到这一点(在何位置破裂不知道)。
2。金属框不规则时,受到的表面张力和理论分析不同,比方竖直的两条线在理论上是不受表面张力的,如果不竖直,拉伸中就会受到额外的表面张力。不水平时,道理类似。很明显会引起误差。
3。计算弹簧的倔强系数一般只能用逐差法,简单计算平均值将引起中间部分的原始数据两两抵消,从而这些数据实际上未能利用,偶然误差的影响增大。用图解法是否合适不很容易说清,原则上说,图解法中数据都可有效利用,应该是可以用的,但与逐差法相比究竟谁优谁劣需要复杂的统计分析,不容易简单判断。
⑺ 若焦利氏秤套筒未调铅直,能否进行测量
能。
若焦利氏秤用于测量液体表面张力系数,测定负荷与弹簧伸长的关系,测定庆让做物体的比重,称衡微小物体的重量。
在装有水平调节螺丝的在足座上,竖直装一套筒,套筒顶端安装带有刻度的游标,筒内插入刻有毫米刻度尺的钢管,利用旋扭通过里面的滑轮,链条可以调节刻度钢管在套筒中升降,从而可以读出弹簧长度的变化。
(7)用焦利氏秤测量张力的方法的数据扩展阅读:滑凯
注意事项:
1、为保证液膜刚破时三线对齐誉衡,旋转平台微动调节,特别是金属圆杆升降钮时动作要轻缓,三线始终要对齐。
2、焦利氏秤的弹簧属于精密仪器,使用中需要小心安装。
3、先测断裂时的读数,再将金属杆下降至三线对齐。
4、弹簧及砝码要轻拿轻放,调节旋钮须缓慢,以免弹簧发生永久性形变。
⑻ 拉脱法测液体表面张力的实验中,焦利氏秤测量微小力的原理和方法是什么
[实验原理]
液体具有尽量缩小其表面的趋势,就象液体表面是一张拉紧了的橡皮膜一样。我们把这种沿着表面的、收缩液面的力称为表面张力。
设想在液面上有一长为L的线段,那么表面张力的作用就表现在线段L两边的液面以力F相互作用,F的方向垂直于线段L,且与液面相切,大小与L 的长度成正比,即:
F=aL (11-1)
式中a为液体的表面张力系数,它在数值上等于作用于液体表面单位长度上的力,它的单位为N.m-1。表面张力系数a的大小与液体的性质、温度和所含的杂质有关。
如图力-8所示,将金属丝框垂直浸入水中润湿后往上提起,此时金属丝框下面带出一水膜。该膜有着两个表面,每一表面与水面相交的线段上都受到大小为F= Al,方向竖直向下的表面张力的作用。要把金属丝框从水中拉脱出来,就必须在金属丝框上加一定的力F。当水膜刚要被拉断时,则有
F=mg+2al (11-2)
式中mg为金属丝框和水膜所受的重力。根据上式有:
a=(F-mg)/2l (11-3)
由上式可见,只要测量金属丝框的宽度L和F-mg的值,就可算出水的表面张力系数,其中F-mg是通过焦利氏秤来称量的(不单独测F);测量出弹簧的倔强系数K,再根据胡克定律式(力-8)就可以求出F-mg的值。
[实验仪器]
焦利氏秤,金属丝框,砝码(100、500 mg各1,200 mg2个),玻璃皿,镊子,游标尺,
室温计,蒸馏水,酒精,药棉
[实验内容]
1、 测量弹簧的倔强系数
(1) 熟读有关焦利氏秤的使用说明,调节好焦利氏秤,并挂上砝码盘和金属丝框。
(2) 使焦利氏秤"三线对齐",从游标上读出未加砝码时的位置坐标X0。
(3) 在砝码盘内逐次添加相同的小砝码Δm(取Δm=100mg)。直到m=900mg,每增添一只砝码,都要调节升降旋钮G,使焦利氏秤重新到达"三线对齐",再分别读出其位置坐标Xi。
(4) 用逐差法处理所测数据,求出弹簧的倔强系数K,并算出误差。
2、 测量纯水的表面张力系数
注意:(1)金属丝框、玻璃皿和其中的蒸馏水必须保持洁净,不可用手触摸。
(2)实验时,焦利氏秤的反射镜在上下运动时不可和旁边的玻璃管接触。
(3)测量X时应随时检查零点读数X0有无变化。
(4)金属线框拉脱水面瞬间必须保持水平,否则该数据无效。
(5)焦利氏秤的弹簧最大负荷为15g,不得超过,更不可用力拉长,以免损坏。
[数据处理]
1、 测量弹簧的倔强系数
2、 测量水的表面张力系数
3、 和附表13给出该温度时的标准值比较。