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表面张力的详解

发布时间:2016-12-30浏览:1142次



表面张力-详解定义

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。

单位表面张力的单位在SI制中为牛顿。

表面张力系数的单位在SI制中为牛顿/米(N/m),但仍常用达因/厘米(dyn/cm),1dyn/cm=1*10-3N/m[1]。

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。Fa表示a部分表面层中的分子对b部分的吸引力,Fb表示b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间的相互牵引力,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。

液膜表面张力系数=液膜的表面能/液膜面积=F表面张力/(2*所取线段长)。

表面张力系数与液体性质有关,与液面大小无关。

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