简单来说,表面张力是指作用在液体表面的任何部分的收缩力,沿着垂直于单位长度的直线,与液体表面相切。我们使用一个玻璃杯,水面与空气接触,这个界面会显示出与内部不同的性质,我们称这个界面上的界面现象。在恒定的温度和压力下,作用在物体内部分子上的力是均匀的,但作用在物体表面分子上的力是不均匀的。
在液相和气相的接触界面上,液相分子内部受到的力会比气相分子的力大,这时,会产生一个垂直指向液体内力方向的力,这个力就是表面张力,因为它的方向垂直于液体内部,所以液体表面的分子会有内部聚集的现象,然后我们介绍几种与表面张力密切相关的现象。
液体表面是怎样的,我们先通过一张图来分析首先是液体的扩散。很多女孩都有护肤品,男孩也不例外,所以护手霜应该也不陌生,让我们看看一种比较流行的护手霜,蛇霜。画蛇膏,我们取适量的蛇油,然后放在你的手中,按摩,使它均匀地分布在皮肤表面,选择蛇油的品牌,我们会考虑蛇油是容易分散,其实这个时候,我们已经接触或考虑表面张力和表面活性剂,蛇油属于油膏,加入适当的表面活性剂它增加了软膏的能力,均匀地涂抹在皮肤上。
还有润湿现象,这是一种液体在固体表面自发扩散的界面现象。当一滴水落在固体表面时,它可能完全附着在液体表面,或者在液体表面形成近似的球体等。因为表面分子有向内的作用力,它们比内部分子有更高的势能,所以它们能把液体表面收缩成近乎球形的形状,表面分子因表面张力而增加的能量就是表面自由能。
液体分子之间都有引力与斥力,就象弹簧一样,不过在内部,弹簧是处在松驰状态的,而在液体表面,因为与气体接触的原因,部分分子处在蒸发状态或是拉近于汽化状态,分子之间的距离比较远一点,相当于弹簧被拉开了,这样,分子之间的力就表现为引力,在宏观下,就表现为"表面张力",力的的方向与液面相切.其实很多看起来很神奇的现象都只是简单的物理现象。
要注意一点,立着的三根筷子中间一定是沾上水了的,水的表面张力会给筷子一个向内的拉力,使得3根筷子形成一个整体。这样,3根筷子的形成的面积相对较大,达到了让筷子站立的条件,因此3根筷子才可以站立在水中。什么鬼魂那都是无稽之谈。
类似的,硬币放在水面上也是相似的原理。
什么是表面张力?
水等液体会产生使表面尽可能缩小的力,我们将这个力称为“表面张力”。清晨凝聚在叶片上的水滴、水龙头缓缓垂下的水滴,都是在表面张力的作用下形成的。此外,水黾之所以能站在水面上,也是由于表面张力的作用。
液体具有内聚性和吸附性,这两者都是分子引力的表现形式。内聚性使液体能抵抗拉伸引力,而吸附性则使液体可以黏附在其他物体上面。
在液体和气体的分界处,即液体表面及两种不能混合的液体之间的界面处,由于分子之间的吸引力,产生了极其微小的拉力。假想在表面处存在一个薄膜层,它承受着此表面的拉伸力,液体的这一拉力称为表面张力。
参考资料来源:百度百科-表面张力
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