液体表面张力系数的实验研究

摘要

表面张力在物理学中是一个很特殊的问题，而且表面张力还涉及到化学和医学领域，当前有关表面张力的研究是多方面的，研究内容有物理学前沿中的问题，也有和日常生活经验相关的问题。 液体表面张力的大小取决于液体表面张力系数，所以对液体表面张力系数的理论和实验研究是非常重要的。在理论方面，本文通过热力学的基本特性函数及其方程的分析，对液体表面张力系数进行了全面的、系统的研究，从而得出表面张力系数的几种不同的定义，即:α=((δ)U/(δ)A)S,V,n、α=((δ)H/(δ)A)S,P,n、α=((δ)F/(δ)A)T,V,n、α=((δ)G/(δ)A)T,P,n,由此得出了表面张力系数与热力学物理量的关系。由于液体表面张力系数的存在，液体的表面现象不同于固体和气体的表面现象，本文从受力平衡与能量转换两个不同角度推导出Laplace公式，由Laplace公式得出各种液体表面内外的压强差及液体在毛细管中上升或下降的高度，得到了液体表面张力系数与宏观物理量之间的关系，即：设计实验的理论依据。在实验方面，测量液体表面张力系数的方法有很多种，现行的实验教材中有拉脱法和毛细管升高法，这些实验一般要用扭秤、焦利秤和读数显微镜。在这些实验中，总感到美中不足的是这几个实验都需要专门的精密仪器。一般学校往往缺少这样的仪器和设备。本文根据前述的理论依据设计了四个测定液体表面张力系数的实验。这些实验一方面可以揭示表面张力系数的物理本质，另一方面完成这些实验不需要高成本的专门精密仪器. 为了适应新世纪社会经济、科技的发展，配合我国基础教育课程的改革，本文在《基础教育课程改革纲要(试行)》的思想指导下，通过对现行教材中提到的各种测量表面张力系数的方法进行分析，设计出了四个实验。这些实验在一般中学都可以开展。实验方法符合当代的教学理念和教育思想。而且，只需利用日常器具和废旧物品来做实验，这样既简便、直观又节约经费，还有利于学生动手、动脑，发展学生的实验技能，培养学生的创新意识和自主学习的能力等优点。因此非常适合在中学里开展这方面的探究课或活动课。 总之，本文作了以下几个方面的工作：首先，对液体表面张力系数的理论进行了研究；其次，对液体表面张力系数的实验方法进行了研究；最后，设计出了四种测量液体表面张力系数的实验，并且给出了测量结果。

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摘要

引言

第1章表面张力系数的理论基础

第2章液体的表面现象

第3章液体表面张力系数的测定

第4章结论和进一步的工作

参考文献

在读教育硕士学位期间完成的论文和研究工作

致谢