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表面張力實(shí)驗(yàn)裝置所測(cè)“表面張力”有何神奇?
發(fā)布日期:2020-01-17      瀏覽次數(shù):1856
   表面張力實(shí)驗(yàn)裝置采用z大氣泡法測(cè)定表面張力(也可稱為液體的界面張力),該裝置操作簡(jiǎn)單,重復(fù)性強(qiáng),是各大高等院校進(jìn)行液體表面張力實(shí)驗(yàn)的理想裝置。那么關(guān)于這個(gè)參數(shù)--“表面張力”有什么神奇的呢?
  在宏觀尺度上,表面張力確實(shí)是一種比較微弱的力。如計(jì)算一艘輪船所受的浮力時(shí)就沒有必要考慮表面張力的影響。但是當(dāng)物體的尺寸逐漸減小時(shí),其所受到的表面力要遠(yuǎn)比體積力(如重力、電場(chǎng)力等)的影響大??上胂笠粋€(gè)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(gè)比值我們通常稱為“比表面積”。所以當(dāng)小球的體積非常小,如到了微納米量級(jí)時(shí),其比表面積將是一個(gè)非常大的數(shù)。此時(shí)很顯然,體積對(duì)其物理特性的影響微乎其微,起主導(dǎo)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(yuǎn)比水的大,但是當(dāng)把這根針輕輕地放置在水面上時(shí),可以發(fā)現(xiàn)它能夠漂浮在液面而不下沉。我們還會(huì)觀察到,在針的周圍由于表面張力的作用形成了一個(gè)彎液面的凹坑。根據(jù)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(duì)于體積比較小的針而言,此時(shí)表面張力對(duì)它產(chǎn)生較大的浮力是起主導(dǎo)作用的。
  關(guān)于表面張力的另外一個(gè)有趣的現(xiàn)象是,某些水鳥可以通過表面張力調(diào)控其吸收到口中的毫米量級(jí)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(gè)部分,由于液滴的重力較大,所以當(dāng)喙張開時(shí),液滴不能夠一步到位地進(jìn)入嘴中。但是它的喙能夠像個(gè)鑷子一樣反復(fù)連續(xù)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(jìn)的棘輪方式進(jìn)入到嘴中。我們也很容易用一個(gè)夾有一個(gè)液滴的鑷子來演示這個(gè)過程。
  表面張力的檢測(cè)需用到表面張力實(shí)驗(yàn)裝置,它是進(jìn)行液體表面張力實(shí)驗(yàn)的*!

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