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表面張力實驗裝置所測“表面張力”有何神奇?
發布日期:2020-01-17      瀏覽次數:2007
   表面張力實驗裝置采用z大氣泡法測定表面張力(也可稱為液體的界面張力),該裝置操作簡單,重復性強,是各大高等院校進行液體表面張力實驗的理想裝置。那么關于這個參數--“表面張力”有什么神奇的呢?
  在宏觀尺度上,表面張力確實是一種比較微弱的力。如計算一艘輪船所受的浮力時就沒有必要考慮表面張力的影響。但是當物體的尺寸逐漸減小時,其所受到的表面力要遠比體積力(如重力、電場力等)的影響大。可想象一個小球,它的表面積和體積分別與其半徑的平方和立方成正比,故此二者之比與球的半徑成反比。這個比值我們通常稱為“比表面積”。所以當小球的體積非常小,如到了微納米量級時,其比表面積將是一個非常大的數。此時很顯然,體積對其物理特性的影響微乎其微,起主導作用的因素就是表面積或者表面能了。
  通過用一根重量很輕的針來形象地演示表面張力的作用。盡管金屬的密度遠比水的大,但是當把這根針輕輕地放置在水面上時,可以發現它能夠漂浮在液面而不下沉。我們還會觀察到,在針的周圍由于表面張力的作用形成了一個彎液面的凹坑。根據阿基米德定律,我們知道這種形狀的彎液面使得針能夠排開更多水的體積。所以對于體積比較小的針而言,此時表面張力對它產生較大的浮力是起主導作用的。
  關于表面張力的另外一個有趣的現象是,某些水鳥可以通過表面張力調控其吸收到口中的毫米量級的液滴(這些液滴里面包含著食物),從而完成其攝食過程。水鳥的喙分為上下兩個部分,由于液滴的重力較大,所以當喙張開時,液滴不能夠一步到位地進入嘴中。但是它的喙能夠像個鑷子一樣反復連續地張開和閉合,從而改變了液滴的形狀和它的接觸角。這樣液滴就能夠從喙的以一種步進的棘輪方式進入到嘴中。我們也很容易用一個夾有一個液滴的鑷子來演示這個過程。
  表面張力的檢測需用到表面張力實驗裝置,它是進行液體表面張力實驗的*!

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