技術(shù)文章 / Technical articles
我們生活中經(jīng)常會(huì)跟界面張力儀表面張力打交道,卻清楚認(rèn)知它。它在清潔洗滌中扮演者象汽車、化妝品中的潤(rùn)滑劑那樣的角色。水甲蟲之所以不被淹死只不過是因?yàn)楸砻鎻埩υ谧鞴?。液體中分子之間的吸引力是產(chǎn)生表面張力的原因。如果我們觀察某種介質(zhì)的內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)的時(shí)候,會(huì)發(fā)現(xiàn)分子間的吸引力是相同的。因此,分子所受到的各個(gè)方向的力是相同的,合力為零。
另一方面,如果分子處于液體表面,液體內(nèi)部的吸引力作用在一邊,另外一邊卻沒有分子作用力的存在。因此,合力的方向是指向液體內(nèi)部的。從宏觀來看,液體表面積會(huì)趨向小華,液滴將因此趨向變圓。
通過液體分子間的吸引力,液體里面的空氣氣泡同樣會(huì)受到這些吸引力的作用,譬如氣泡在液體中形成會(huì)受到表面張力的擠壓。界面張力儀氣泡的半徑越小,它所有的壓力就越大。通過與外部氣泡相比,增加的壓力可用于測(cè)量表面張力??諝饨?jīng)由毛細(xì)管進(jìn)入液體,隨著氣泡形成外凸,氣泡的半徑也隨之連續(xù)不斷的減小。這個(gè)過程壓力會(huì)上升到值,氣泡半徑小。此時(shí)氣泡的半徑等于毛細(xì)管半徑,氣泡成半球狀。此后,氣泡破裂并脫離毛細(xì)管,新氣泡繼續(xù)形成。把過程中的氣泡壓力特征曲線描繪出來,我們就可以用它來計(jì)算出表面張力。