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    日常生活中这些现象都与表面张力有关!

    来源:宠乐天下 浏览 24 次 发布时间:2021-03-20

    在日常生活中,我们对见到的一些现象可能已经习以为常,认为它们理应如此,但是为什么会这样,而不是别的情况,就没有过多的去想了。比如,下过雨后,我们可以见到树叶、草上的小水珠都接近于球形;不小水打碎了体温计后,里面的水银掉到地上,小水银滴也呈球形。另外我们也可以表演一个小魔术,在一杯水里,小心地把一枚针水平放置在水面上,针浮在水面上而不沉入杯,并且在针下面的水面上形成一个凹面。如果你做得相当熟练后,你甚至可以用钮扣、小巧的平面形金属或一枚硬币来代替针。所有这些现象都与表面张力有关。


    那么,什么是表面张力呢?原来液体与气体相接触时,形成一个表面层,在这液体表面层内存在着的相互吸引力就是表面张力,它使液面自动收缩。表面张力由液体分子间很大的内聚力引起。处于液体表面层中的分子比液体内部的稀疏,所以它们受到指向液体内部的力的作用,使得液体表面层有如张紧的橡皮膜,有收缩趋势,使液体尽可能地缩小它的表面面积。我们知道,球形是一定体积下具有最小表面积的几何形体。因此,在表面张力的作用下,液滴总是力图保持球形,这就是我们常见到树叶上的水滴接近球形的原因。

    表面张力的方向与液面相切,并与液面的任何两部分分界线重直。表面张力仅仅与液体的性质和温度有关,一般情况下,温度越高,表面张力就越小。杂质会明显地改变液体的表面张力,比如洁净的水有很大的表面张力,而沾有肥皂液的水,表面张力就比洁净的水小,也就是说,洁净水表面具有更大的收缩趋势。

    不光液体与气体之间有表面层,液体与固体器壁之间也存在着“表面层”,这一液体薄层通常叫做附着层,它也一样存在着表面张力。这一表面张力决定了液体和固体接触时,会出现两种现象:不浸润和浸润现象。水银掉到玻璃上,是呈现出球形,也就是说,水银与玻璃的接触面具有收缩趋势,这种现象为不浸润。而水滴掉到玻璃上,是慢慢地沿玻璃散开,接触面有扩大趋势,这种现象为浸润。水银虽然不能浸润玻璃,但是用稀硫酸把锌板擦干净后,再在板上滴上水银,我们将会看到,水银慢慢地沿锌板散开,而不再呈球形。所以说,同一种液体能够浸润某些固体,而不能浸润另一些固体。水银能浸润锌,而不能浸润玻璃;水能浸润玻璃,而不能浸润石腊。

    浸润和不浸润两种现象,决定了液体与固体器壁接触处形成两种不同形状:凹形和凸形。

    现在我们就明白了前面介绍的小魔术中,硬币不沉没的原因了,它实际上利用了水具有很大的表面张力的性质和不浸润现象。如果我们事先把硬币表面涂上一层油,硬币就可以轻易放在水面上而不会沉没。在工程技术和日常生活中,人们经常利用水不溶解油这一特性。象在纸伞上涂油漆做成雨??;给金属器体涂机油,防止因水引起生锈;甚至在选矿方法中,也用到水不浸润涂了油的物体的性质。浮选矿法就是把扎碎的矿石放到池中,池里放上水和只浸润有用矿物的油,使它们涂上薄薄一层油,再向池中输送空气,这样气泡就附在有用矿物粒上,把它们带到水面,而与岩石等杂质分离开。

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