Question

如何测定液体表面的张力系数？

Answer 1

[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。