亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        用DIS探究液體表面張力的實驗設(shè)計

        2018-02-13 09:21:39張一莫皓云黃昱璋陳文鑫
        物理教學(xué)探討 2018年1期
        關(guān)鍵詞:實驗設(shè)計

        張一+莫皓云+黃昱璋+陳文鑫

        摘 要:本文利用拉脫法測量純凈水和乙醇溶液的液體表面張力。用傳統(tǒng)實驗方法測量液體表面張力時,由于需要人工觀察液面斷開瞬間力傳感器的讀數(shù),給實驗帶來較大誤差。本文采用DIS實時、精確地測量液體的溫度與液體表面張力的大小,實驗方法簡單易行,測量結(jié)果更為準(zhǔn)確。

        關(guān)鍵詞:DIS;拉脫法;液體表面張力;實驗設(shè)計

        中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-6148(2018)1-0056-3

        1 引 言

        液體表面張力是液體一個重要的物理性質(zhì),是高中物理教材中重要的教學(xué)內(nèi)容。溫度和液體濃度是影響液體表面張力系數(shù)的重要因素。液體表面張力在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、物理化學(xué)等領(lǐng)域的科學(xué)研究和日常生活中有著重要的應(yīng)用,如工業(yè)技術(shù)中的浮選技術(shù)和液體輸送技術(shù)等。中學(xué)教材中并未對液體表面張力的大小進(jìn)行定量測量,對影響液體表面張力大小的因素也沒進(jìn)行探討。液體表面張力測定的實驗方法有毛細(xì)管上升法、Wilhelmy盤法、懸滴法、滴體積法、最大氣泡壓力法。拉脫法是傳統(tǒng)測量液體表面張力的實驗方法,但該方法需要實驗操作者通過人眼判斷液膜拉斷這一瞬間力敏傳感器的讀數(shù),誤差較大。本文將DIS與傳統(tǒng)實驗相結(jié)合,用DIS的壓力傳感器和溫度傳感器每0.01 s對力與溫度采集一次數(shù)據(jù),實現(xiàn)液體表面張力的精確測量。[1]

        2 實驗設(shè)計

        2.1 實驗儀器與裝置

        實驗器材:實驗裝置示意圖和實物圖如圖1、圖2所示。1—朗威DIS力傳感器,2—有機(jī)玻璃塊,3—玻璃器皿,4—升降調(diào)節(jié)螺絲,5—底座,6— 計算機(jī),7—溫度傳感器等。

        DIS(Digital Information System)相比于其他系統(tǒng)的優(yōu)點在于其性能穩(wěn)定、精度高、重復(fù)性好、數(shù)據(jù)收集處理容易。溫度傳感器中的熱電阻由鉑金屬制成,傳感器的金屬管內(nèi)充滿導(dǎo)熱硅脂,便于外界溫度通過金屬管傳遞到鉑電阻。力傳感器是將力的大小轉(zhuǎn)換為電信號的儀器。工作原理是先通過內(nèi)部的懸梁臂將力學(xué)量轉(zhuǎn)換成金屬的應(yīng)變,然后由傳感元件將這種應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電學(xué)量,完成“力—電”的轉(zhuǎn)換。

        2.2 實驗原理分析

        當(dāng)金屬吊環(huán)底面與液面齊平或略高時,由于液體表面張力的作用,吊環(huán)內(nèi)外壁會帶起一部分液體。如圖3所示,平衡時吊環(huán)重力mg、向上的拉力F與液體表面張力有如下關(guān)系:

        F=mg+fcosθ(1)

        當(dāng)金屬吊環(huán)脫離液體表面的過程中,接觸角θ逐漸減小并趨近于零。在吊環(huán)臨界脫離液體時,θ≈0,即cosθ≈1,則平衡條件近似為:

        F=mg+f(2)

        3 實驗步驟

        (1)探究純凈水溫度與液體表面張力的關(guān)系

        ①調(diào)節(jié)底座水平調(diào)節(jié)螺釘使測試底座處于水平狀態(tài),調(diào)節(jié)升降調(diào)節(jié)螺釘使托盤降到最低,把玻璃器皿放在托盤上。

        ②打開DIS系統(tǒng)的軟件,連接力傳感器和溫度傳感器,將力傳感器固定在支架上,掛上制作好的有機(jī)玻璃板,并在電腦上調(diào)零。溫度傳感器不必調(diào)零。

        ③將50 mL的純水加入到玻璃器皿中,調(diào)整升降調(diào)節(jié)螺釘使純水液面將有機(jī)玻璃板底面完全浸沒。

        ④在DIS的數(shù)據(jù)收集頁面中,設(shè)置收集數(shù)據(jù)個數(shù)及采樣頻率,因為調(diào)節(jié)升降調(diào)節(jié)螺釘使液面與有機(jī)玻璃板完全脫離需要一定的時間,所以設(shè)定采樣數(shù)為4 000,采樣頻率為1 kHz。

        ⑤將溫度傳感器置于純水中(不可觸碰到玻璃器皿底部),在數(shù)據(jù)開始收集后,緩慢地調(diào)節(jié)升降調(diào)節(jié)螺釘,使液面與有機(jī)玻璃板完全分離。

        ⑥分析處理并記錄數(shù)據(jù),取計算機(jī)收集的最大受力數(shù)據(jù)和其對應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)(2組取平均值)。

        ⑦往玻璃器皿中加入適量的冷水(熱水),起到降溫(升溫)的作用,重復(fù)上述步驟,收集記錄數(shù)據(jù)。

        (2)探究乙醇溶液濃度與表面張力的關(guān)系

        ①~⑥步跟探究(1)的操作方法相同。

        ⑦用量筒逐次將10 mL的無水乙醇加入到50 mL的純水中,重復(fù)上述步驟,收集記錄數(shù)據(jù)。

        4 測量實驗數(shù)據(jù)記錄及處理(如表1、表2)

        根據(jù)表1和表2可得純凈水液體表面張力大小與溫度關(guān)系曲線圖及酒精溶液濃度與表面張力大小關(guān)系圖,如圖4、圖5所示。

        5 分析與結(jié)論

        1.液體表面張力與溫度成反比關(guān)系,溫度越高,表面張力系數(shù)越小,近似地為線性關(guān)系。

        當(dāng)液體溫度升高,分子的平均動能勢必增大。根據(jù)統(tǒng)計規(guī)律,液體分子熱運動的能量分配應(yīng)遵從麥克斯韋統(tǒng)計分布。當(dāng)液體溫度升高時,具有較大能量的分子數(shù)比率增大,達(dá)到蒸發(fā)態(tài)能量的分子數(shù)增多,蒸發(fā)速度加快,同時,液體內(nèi)部的分子平均振幅增大,具有振幅超過而又未達(dá)到蒸發(fā)程度的分子數(shù)目也增多。所以,液體表面層分子平均密度更小,平均距離更大的分子數(shù)增多,分子的平均引力優(yōu)勢反而減小。因此,隨著溫度升高液體的表面張力反而減小。

        2.液體表面張力與濃度成反比關(guān)系,濃度越高,表面張力系數(shù)越小。但從數(shù)據(jù)表面來看,變化不是十分明顯,但總體還是隨濃度升高呈下降趨勢(在室溫下)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]陳曉莉.普通物理實驗[M].重慶:西南師范大學(xué)出版社,2011:092.

        [2]譚興文.液體表面張力系數(shù)與溫度關(guān)系的試驗研究[J].西南師范師范大學(xué)學(xué)報,2007,32(8):115-118.endprint

        猜你喜歡
        實驗設(shè)計
        吹蠟燭
        幼兒畫刊(2021年12期)2021-12-16 08:16:28
        不同的溫度
        幼兒畫刊(2021年11期)2021-11-05 08:26:02
        有趣的放大鏡
        幼兒畫刊(2021年10期)2021-10-20 01:44:40
        有用的電池
        幼兒畫刊(2021年9期)2021-09-20 11:35:42
        拉一拉
        幼兒畫刊(2021年8期)2021-08-04 06:54:14
        哪個涼得快?
        幼兒畫刊(2020年2期)2020-04-02 01:26:22
        漂浮的繡花針
        幼兒畫刊(2019年11期)2019-04-14 00:41:22
        無字天書
        幼兒畫刊(2019年2期)2019-04-08 00:53:30
        變“斜”的直線
        幼兒畫刊(2019年12期)2019-04-07 07:29:26
        紙花一朵朵
        幼兒畫刊(2019年8期)2019-01-11 08:06:59
        日本一区二区三区四区啪啪啪| 蜜桃视频一区二区三区四| 谷原希美中文字幕在线| 日本av在线一区二区| 无码小电影在线观看网站免费| 亚洲精品天堂成人片av在线播放 | 男女发生关系视频网站| 日本精品国产1区2区3区| 青青草在线公开免费视频| 高清不卡av在线播放| 有坂深雪中文字幕亚洲中文| 日本丰满少妇裸体自慰| 婷婷色香五月综合缴缴情| 欧美精品videossex少妇| 国精无码欧精品亚洲一区| 永久免费av无码网站性色av | 40分钟永久免费又黄又粗| 亚洲啊啊啊一区二区三区| 中文字幕亚洲永久精品| 麻神在线观看免费观看| 亚洲一区亚洲二区视频在线| 国产性感丝袜在线观看| 亚洲av永久无码精品一福利 | 亚洲视频一区二区三区视频| 精品人妻系列无码人妻漫画| 精品久久久久久无码中文字幕| 亚洲人成影院在线观看| 中国凸偷窥xxxx自由视频| 亚洲区在线| 肉丝高跟国产精品啪啪| 国产麻豆极品高清另类| 免费在线观看av不卡网站| 亚洲成a∨人片在线观看无码| 免费av一区二区三区无码| 国产黄在线观看免费观看不卡| 国产午夜福利小视频合集| 中文字幕在线亚洲三区| 国产香蕉视频在线播放| 巨茎中出肉欲人妻在线视频| 精品性高朝久久久久久久| 在线免费观看国产精品|