水的表面张力

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1、水的表面张力表面张力是一种特殊的力,它是液体(纯净液体、溶液)性质的一种表现从微观上看,表面张力是因液体麦面薄层(约10-9米,并非几何面)内分子间的相互作用,它不同于液体内部分子间的相互作用,从而使液体表面层具有一种特殊性质表面张力是分子力的一种宏观表现,在内聚力的作用下,表面层液体分子的移动总是尽量地使表面积减小在液体表面形成一层弹性薄膜,这样便出现了表面张力表面张力起源于分子引力,从其作用效果来看,它属一种拉力液体表面具有收缩趋势的微观解释从力的角度分析:由于液体表面层分子显著地受到液体内部分子引力的作用(这其间也存在着分子斥力,只是分子引力占了优势)表面层外气体或其它液体分子的作用很小

2、于是,表面层内分子受力上、下不均,所以表面层分子仅受到了一指向液体内部的合引力,这一引力导致了表面层分子有向液体内部运动的趋势,宏观上便表现出液体表面具有自动收缩的趋势从能量的角度分析:由于液体表面层内出现了一个指向液体内部、自液面而下逐渐增强的分子引力场液体分子由液体内部进入分子引力场,需要外力做功,其分子势能将增大(类似重力场中举起重物),而液体分子由表面进入液体内部,其势能会减小(类似重力场中下落物体)因任何物体的势能总有减小的倾向,以便使其稳定(势能最小原理),所以表面层的分子总想进入液体内部以获得“安稳”,从而使表面层分子的总势能尽可能减小这一趋势宏观上使表面积趋于减小,即液面具有自

3、动收缩的趋势表面张力和分子引力联系的解释众所周知,表面张力及其形成和分子引力有着密切的关系那么,与液面共面相切的宏观力表面张力,和垂直液面指向液体内部的微观力分子引力合力,二者的联系如何理解?如前所述,液体表面层的分子因受到指向液体内部的拉力分子引力的作用表面层分子总要尽可能地向液体内部钻这样一来,宏观上整个液面就会处在一种张紧的状态,表面上出现张力,即和液体表面共面且相切的表面张力分子引力、表面张力的联系可用下面的事例说明类比:一直位于水平面上的小车,通过一个定滑轮在垂直向下的拉力作用下,该车上便会有一沿水平方向的力分子引力和表面张力的关系是:前者为因,后者为果表面张力和温度的关系表面张力一般随温度升高而减小,因为温度升高,分子热运动加剧,液体分子之间距离增大相互吸引力将减小,所以表面张力要相应地减小到达临界温度(物质以液态形态出现的最高温度)时,表面张力减小到零通常表面张力和温度的关系成一直线;也有的表面张力虽随温度增加而减小,但不是直线关系;有的二者关系则更复杂物理在我们的生活中有很大的作用,我们可以借着生活来学习物理,再利用物理来服务生活。

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