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表面張力
表面張力 surface tension
液體表面相鄰兩部分之間的相互牽引力。
方向與液面相切,并與兩部分的分界線垂直。
表面張力是液體分子力的一種表現(xiàn),即液面分子受液體內(nèi)部分子的吸引使液面趨于收縮成最小面積。
證明這種表面張力存在的一個(gè)簡單實(shí)驗(yàn)如圖所示:
使肥皂水在框架上形成薄膜。
存在于薄膜上下表面層內(nèi)的表面張力的作用,將拉動(dòng)鉛絲AB使薄膜面積減小。
為保持薄膜面積恒定,必須在可滑動(dòng)的AB鉛絲上作用以力P與之平衡。
若表示作用于液體薄膜上(或下)表面層內(nèi)的表面力,則若在外力P作用下鉛絲AB位移dh時(shí),外界對(duì)系統(tǒng)做功為:
式中為圖框中部分,表面張力可寫成:
式中為液體接觸面邊界的長度;σ為表面張力系數(shù),與液體性質(zhì)密切相關(guān),量綱為,單位為牛/米(N/m)。
表面張力效應(yīng)在日常生活隨處可見。
如空氣中的液滴常呈球形(因球面面積最小),絢麗多彩的球形肥皂泡,眼藥水在其瓶口欲滴又止的現(xiàn)象,截面極小的細(xì)管插入液體后的自動(dòng)上升或下降,威風(fēng)掠過水面蕩起的漣波(即表面張力波),桌面上的油滴與水滴的不同特性(由表面張力和浸潤性的不同導(dǎo)致)等。
表面張力系數(shù)隨溫度升高而降低。上表給出幾種重要液體的表面張力系數(shù),與其接觸的介質(zhì)為空氣。
摘自:《中國大百科全書(第2版)》第2冊,中國大百科全書出版社,2009年
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