Transcript A2教學改進 - 普通物理實驗室

組員：詹資莘、陳鈺盛、黃詩婷
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針對前次實驗的誤差原因改進，使實驗較為準確
測量水的表面張力
觀察不同溫度下對表面張力的影響
扭力測量
•當鋼線太緊繃
時，易造成扭
力過大
利用沙子重
來測量
校正範圍
•校正範圍
難以估計
利用槓桿測
量無須校正
金屬環
•難以觀察是否與
水面貼齊
槓桿另端施力剛好
大於表面張力，圓
環就會彈起，不需
考慮初位置
水從燒杯倒入玻璃皿
•過程中熱量易散失
•水溫愈高，降溫速度
愈快
大燒杯直接加熱
•減少熱量散失的
問題
 表面張力：為液體表面接觸邊緣，每單位
長度所受的垂直拉力
 由上式知張力=液面表面積每增加一單位面
積所需之功
 分子從內部移至表面時須作功(環長為L)

槓桿原理
拉力F
L1
L2
重力
Mg
根據力矩平衡
FL1=MgL2
假設L1=L2時
 Mg=F
 再利用拉力F去計算表面張力


L為金屬圓環周長
(一)改進後測得水的表面張力
金屬圓環直徑2r=2.03cm
金屬圓環周長L=6.38cm
待測液體
水
水溫℃
17.8
盒子+沙子重(g)平均值 0.925
表面張力dyne/cm
71.07
表面張力
(dyne/cm)
理論值
實驗值
誤差
改進前
(21.4℃)
72.25
76.65
6.010%
改進後
(17.8℃)
72.77
71.07
2.390%
降低了3.62%的誤差
誤差原因:
槓桿的兩邊不等長、倒砂時不夠緩慢。
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槓桿的兩邊不等長：
我們力臂皆用30cm，若假設右端誤差為
0.5cm，則修正後表面張力為
72.26dyne/cm
誤差為降為0.7%。
(二)改進後不同溫度下水的表面張力
水溫℃
表面張力
(dyne/cm)
17.8
71.1
30.0 40.0
64.5 61.5
60.0
53.0
70.0
49.2
測量值
理論值
75
水之表面張力與溫
度之關係應為線性
遞減。
70
表面張力 (dyne/cm)
50.0
59.9
65
60
55
50
45
10
20
30
40
溫 溫 (溫 )
50
60
70
比較改進前後
80
75
測量值
理論值
水溫與表面張力
78
測量值
理論值
70
76
表面張力 (dyne/cm)
74
表面張力 (dyne/cm)
72
70
68
66
64
62
60
65
60
55
58
50
56
54
52
45
50
20
30
40
50
溫 溫 (溫 )
改進前
60
70
10
20
30
40
50
60
70
溫 溫 (溫 )
改進後
誤差來源：大杯水容易加熱不平均且溫度計
容易因為擺放位置不同產生誤差
這次測量常溫水的表面張力降低了3.62%的
誤差，所以可以肯定這次的改進實驗確實
降低了誤差。
 換大杯的水並沒有降低誤差，反而使高溫
時誤差增大，因為我們忽略了加熱不平均
的問題。
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普通物理實驗室