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怎麽理解液體的表麵張力?
來源:知乎 瀏覽 440 次 發布時間:2019-07-19
在確定的條件下,水的表麵張力是一個定值。但是輕輕的滴一滴水滴在荷葉上和在普通桌麵上的形態不一樣?或者說不同材質的衣服上濺了水,但可能是完全不同的水滴效果,怎麽理解這個問題,怎麽理解液體的表麵張力?
先理解界麵能,從能量的角度,也就是熱力學的角度出發,很多問題理解起來是係統性的。首先,物體的表麵是缺陷!試想一下,一種物質內部,結構井然有序,但是在表麵,最外麵的原子或分子卻暴露在外部,再上麵再也沒有小夥伴一起玩耍,隻能和下麵的夥伴玩耍,所以,表麵最上層的原子或分子,必定與內部其他原子有所不同,內部有部分不合規矩的原子造成的是小缺陷,但是在表麵的所有原子都不合規矩,所一,表麵是大缺陷!造成大缺陷是需要能量的!
所以說:表麵原子比物質內部的原子具有更多的能量,因此,根據能量最低原理,原子會自發的趨於物質內部而不是表麵。表麵能的另一種定義是,材料表麵相對於材料內部所多出的能量。
表麵張力,是表麵能的力學表現,就像重力是重力勢能的表現,就是求一下偏導而已。分手的理由,粉色视频网站在一起不合適!當最上麵一層分子或原子與其他物質接觸時,與其他物質的表麵的分子或原子玩耍過程,造成了表麵能的不同,表現為表麵張力不同。你想想,當你和你的小夥伴一起玩耍時,是不是感覺自在,沒什麽壓力,但是,當你和你的老師或父母一起玩耍時,是不是不自在,有壓力。對,就是這兩層分子在一起玩耍時,能不能自在!!!越是不匹配的,大原子半徑的和小原子半徑的在一起玩耍,不自在,不匹配,表麵能大,不想和它們相處,於是就想往裏縮!!找自在的地方。比如,一粒水滴落到塑料上,TM都是不匹配,不想打交道的分子,於是都往裏麵縮,水滴很鼓,很生氣。但是遇到和自己匹配的物質的表麵,都躺展了!!!就是賤。
理解了不同物質的分子或原子結構,再來考慮表麵張力就不難了,水分子討厭荷葉的表麵(分子結構不同,電子結構不同,不匹配),於是都不想當表麵,於是水滴很鼓。水分子如果遇到喜歡的分子,必定躺展!!這就是為什麽水滴的形態不一樣,就是雙方表麵的分子互相接觸,如果沒什麽衝突,就躺展,如果衝突,就變鼓。 所以以後看到荷葉上的露珠,你該想想,水珠是多麽不爽荷葉,都氣鼓了!!自然界沒有人那麽虛偽,人會與不喜歡的人交流,會在一起聊天喝酒,假裝很好,但是自然界,不喜歡,不匹配,就是赤裸裸的減少接觸,減少表麵接觸的麵積,讓能量達到最低,一種原始的美感,讓人感動。
表麵張力是個定值是在很多限定條件下才成立的,表麵張力的定義和概念就不多提了,來說說如何更好的理解液體的表麵張力。
首先,表麵張力存在於,比如非常小的細管內的毛細現象,比如肥皂泡以及涉及液體與固體之間的浸潤與非浸潤的情況等。來一一說明。
1、在溫度一定時,不同液體的表麵張力會不同比如下麵表格在10攝氏度時不同液體的表麵張力差異很大;
2、同種液體,在不同溫度時表麵張力會不同比如下麵表格溫度越低表麵張力越大;
3、表麵張力的測量往往選取最大值;
由於距離不同表現出的表麵張力也不同,因此測量往往取最大值,也就是右方圖中的Fmax
4、接觸角在在三種介質的邊界麵相交於一點的情形中,接觸線受到三個不同邊界麵的表麵張力,為了維持平衡,表麵張力的合力在這些方向上的分量必須等於零,這就要求三個邊界麵交成一定的角度。
由於接觸角的不同和浸潤與非浸潤的情況就可以解釋題主所說的完全不同的水滴效果常見的有下圖三種情況;
當角度>160度時就出現了蓮花效應(lotus effect);
希望此回答幫助題主更好的理解了液體的表麵張力!