關(guān)于表面張力你需要了解這些內(nèi)容！

表面張力是流體表面收縮到可能的最小表面積的趨勢(shì)。你有沒(méi)有注意到當(dāng)你把杯子裝滿水時(shí)，你仍然可以再加幾滴直到它溢出來(lái)？或者你有沒(méi)有打破過(guò)溫度計(jì)并觀察下落的水銀是如何表現(xiàn)的？所有這些都是由于表面的表面張力而發(fā)生的。讓我們了解概念、表面張力定義及其 SI 單位、公式和示例。

什么是表面張力？

根據(jù)表面張力的定義，它是液體表面與另一相（也可以是液體）接觸時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象。液體傾向于獲得盡可能小的表面積。液體的表面表現(xiàn)得像一個(gè)彈性片。

“表面張力是液體表面膜的張力，是由表面層中的顆粒被大部分液體吸引而引起的，這往往會(huì)使表面積最小化”。

表面張力不僅取決于給定液體中顆粒之間的吸引力，還取決于與其接觸的固體、液體或氣體的吸引力。造成表面張力現(xiàn)象的能量可以被認(rèn)為大約等于去除單位面積內(nèi)分子表面層所需的功或能量。

下表給出了各種液體的表面張力：

表面張力通常以達(dá)因/厘米為單位測(cè)量，以達(dá)因?yàn)閱挝坏牧π枰茐拈L(zhǎng)度為 1 厘米的薄膜。

表面張力的定義讓我們知道，表面張力主要取決于給定液體中顆粒之間的吸引力，也取決于與其接觸的氣體、固體或液體。

如果在一杯水的表面上放了一片小葉子或一個(gè)回形針，是什么導(dǎo)致它漂浮在上面？觀看下面的視頻以找出答案。

什么導(dǎo)致表面張力？

范德華力等分子間作用力將液體顆粒拉到一起。沿著表面，顆粒被拉向液體的其余部分。表面張力定義為，表面力F與力作用的長(zhǎng)度L的比值。

在數(shù)學(xué)上，表面張力可以表示如下：

T=F/L

其中，F(xiàn)是每單位長(zhǎng)度的力；L是力作用的長(zhǎng)度；T是液體的表面張力

什么是表面張力單位？

表面張力的SI單位是牛頓每米或檢查下表中的其他單位。

表面張力尺寸

眾所周知，表面張力由公式給出，表面張力 = F/L，我們知道 F = ma，代入方程中的值，我們得到=ma/L

將基本量等同于方程，我們得到=MLT^-2L^-1

進(jìn)一步求解，我們得到=MT^-2

因此，表面張力的量綱公式為MT^-2。

表面張力的例子

水黽是一種小型昆蟲(chóng)，可以在水上行走，因?yàn)樗鼈兊闹亓恳p得多，無(wú)法穿透水面。像這樣，在自然界中發(fā)現(xiàn)了各種表面張力的例子。下面提供一些案例：

水中行走的昆蟲(chóng)

在水面上漂浮一根針

防雨帳篷材料，其中水的表面張力將橋接帳篷材料中的孔隙

黃疸臨床試驗(yàn)

表面張力消毒劑（消毒劑是低表面張力的溶液）

用肥皂和洗滌劑清洗衣服，降低水的表面張力

用冷水洗

圓形氣泡，水的表面張力為水氣泡的形成提供壁張力

這種現(xiàn)象也是液滴形狀的原因。

如何計(jì)算表面張力？

這是使用公式計(jì)算表面張力的示例。

計(jì)算拖曳力為7 N且作用力長(zhǎng)度為2 m的給定液體的表面張力？

解決方案：

鑒于，F(xiàn)= 7 N ；L= 2 米

根據(jù)公式，T = F/L

? T = 7/2

? T = 3.5 N/m

測(cè)量方法

以下幾點(diǎn)給出了一些測(cè)量表面張力的方法：

旋滴法

吊墜法

Du Noüy–Padday 方法

Du Noüy 環(huán)法

威廉米板法

吊墜法

石像測(cè)量法

毛細(xì)上升法

氣泡壓力法

球形和半球形液滴的共振振蕩

懸浮液滴的振動(dòng)頻率

固著滴法

常見(jiàn)問(wèn)題 - 常見(jiàn)問(wèn)題

1. 為什么雨滴是球形的？

液體分子之間存在內(nèi)聚力和液體的表面張力。

2. 給肥皂泡充電時(shí)會(huì)發(fā)生什么？

當(dāng)一個(gè)肥皂泡被充電時(shí)，它會(huì)膨脹。

3. 表面張力的量綱公式是什么？

表面張力的量綱公式為：[ML0T-2;]。

4. 水在沸點(diǎn)時(shí)的表面張力是多少？

水在沸點(diǎn)時(shí)的表面張力為零。

5. 表面張力起源背后的力量是什么？

表面張力起源背后的力是內(nèi)聚力和粘附力。