作业帮表面张力是什么?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/03 15:32:26
表面张力是什么?
表面张力是什么?
表面张力是什么?
再说那些界面上的分子,一面是同胞,另一面是外族(空气分子).所谓“不是一家人,不进一家门”,空气分子对水分子显然不友好.即使友好,其吸引力也赶不上同胞的吸引力,异性相吸在这里完全不适用. 所以,界面上的分子都倾向于搬到同族内部去.水分子们没有受过传统美德的教育,只知道自己舒服,所以每一个都拼命往里挤.显然,这样挤的结果就是：界面尽可能地减小.对于固定体积的水来说,球的表面积是最小的,所以这一团水会很快形成一个球.任何流体物质表面上的分子,都有使其表面减小的趋势.导致这一减小的力,就是表面张力. 下面这个图是解释表面张力的一个理想试验.一个光滑的金属框,有一边是可以自由滑动的.把这个框在水里浸一下,框里就形成一层水膜.水膜有上下两个表面,根据上面说的,表面上的水分子有使表面减小的倾向,所以必须施加一定的力F才能对抗这个力从而保持住水膜面积.很显然,这个力F的大小与那个边的长度l成正比.而这个比例是水的一种基本性质,与力F和边l无关.在界面科学里,这个比例被定义为表面张力,它的单位是力除以长度,牛顿/米.由于表面张力的值比较小,通常用的是[迷你牛顿/米],写作“mN/m”.表面张力 继续看这个图,如果我们用稍稍大于但是无限接近F的力把那个边移动一点距离dx,这样我们对这个水膜做功增加了它的表面积l?dx.我们作的功是力F乘以距离dx,应该等于水膜增加的表面能.把所作的功除以增加的表面,得到的是一平方米表面积所具有的表面能.做一下简单换算,会发现这个单位面积的表面能[焦耳/平方米]正好等于前面得出的表面张力.这是一件非常美丽的事情,看起来完全不同的两个物理量,尽然是相同的.实际上,把表面张力的单位[牛顿/米]分子分母同乘长度[米],得到的就是[焦耳/平方米].在热力学上,表面张力有更为严格的定义,不过除了教科书一般很少提到. 除了空气和水的界面,任何不相容的两种流体界面上都存在着这样的一种力,比如油和水.如果一种是气体,一种是液体,就叫做表面张力(大家看不到空气,所以认为是液体的表面)；两种都是液体,就叫做界面张力(两种液体存在,自然没有一个“表面”).但是,在非学术场合,人们也往往不进行这种区分,统统叫做“表面张力”. 不过表面张力的大小不能用这个理想试验来测量.理想试验,是用来思考而不是用来作的.测量表面张力并不复杂,有很多原理很简单,操作也不复杂的装置可以相当精确地测量出来.这些方法几乎没有相同之处,但是测出的数值差别在正常误差范围之内.