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biaomianzhanglixu

上一篇 / 下一篇  2008-04-24 14:50:49

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表面张力是物质的特性,其大小与温度和界面两相物质的性质有关。

在293K下水的表面张力为72.75×10-3 N·m-1,乙醇为22.32×10-3 N·m-1,正丁醇为24.6×10-3N·m-1,而水-正丁醇(4.1‰)的界面张力为34×10-3 N·m-1。


定义及相关
(1)定义或解释
①促使液体表面收缩的力叫做表面张力。
②液体表面相邻两部分之间,单位长度内互相牵引的力。

(2)单位
表面张力的单位常用达因。

(3)说明
①表面张力的方向和液面相切,并和两部分的分界线垂直,如果液面是平面,表面张力就在这个平面上。 如果液面是曲面,表面张力就在这个曲面的切面上。

②表面张力是分子力的一种表现。它发生在液体和气体接触时的边界部分。是由于表面层的液体分子处于特殊情况决定的。液体内部的分子和分子间几乎是紧挨着的,分子间经常保持平衡距离,稍远一些就相吸,稍近一些就相斥,这就决定了液体分子不像气体分子那样可以无限扩散,而只能在平衡位置附近振动和旋转。在液体表面附近的分子由于只显著受到液体内侧分子的作用,受力不均,使速度较大的分子很容易冲出液面,成为蒸汽,结果在液体表面层(跟气体接触的液体薄层)的分子分布比内部分子分布来得稀疏。相对于液体内部分子的分布来说,它们处在特殊的情况中。表面层分子间的斥力随它们彼此间的距离增大而减小,在这个特殊层中分子间的引力作用占优势。因此,如果在液体表面上任意划一条分界线MN把液面分成a、b两部分,如图所示。F表示a部分表面层中的分子对b部分的吸引力,F6表示右部分表面层中的分子对a部分的吸引力,这两部分的力一定大小相等、方向相反。这种表面层中任何两部分闻的相互牵引力,促使了液体表面层具有收缩的趋势,由于表面张力的作用,液体表面总是趋向于尽可能缩小,因此空气中的小液滴往往呈圆球形状。

③表面张力F的大小跟分界线MN的长度成正比。可写成F=σL或σ=F/L。
比值σ叫做表面张力系数,它的单位常用dyn/cm。在数值上表面张力系数就等于液体表面相邻两部分间单位长度的相互牵引力。
表面张力,简单地说,就是物体有收缩其表面的能力,它的量纲不是N,而是单位边界上的力;表面张力越大的物质,其收缩表面的能力就越强,比如说汞,即使是在玻璃表面的一颗汞滴,你观察到的也是一大半个球的汞滴;而表面张力较小的水滴,在玻璃表面是小于半个球的液滴。


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