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表面张力和表面能
13.12
液体表面表现得像一张被拉伸的膜,意味着它们倾向于使表面积最小化。这一性质称为表面张力。
液体内部的分子受到周围分子来自各个方向的相等吸引力。但表面分子则受到不对称的力。
表面分子所受的净向内力将其向下拉,从而产生表面张力。
为了将大分子物质移向表面,需要做功,从而增加表面分子的势能。这部分额外的能量即为表面能。
考虑一个带有可滑动金属丝的框架,将其浸入肥皂液中以形成具有上下两个表面的肥皂泡。表面张力垂直于可滑动金属丝并指向内部,因此需要施加外力以将金属丝向外拉动。单位长度上的这一作用力即为表面张力。
如果力拉动导线移动一段距离,从而增加表面积,则表面能等于所做的功。这表明表面张力也可定义为单位表面积的表面能。
当画笔浸入水中时,刷毛在水中自由波动。 取出来后,刷毛粘在一起。 这种效应背后的原因是表面张力。
假设一个装满液体的烧杯。 液体中的大分子在所有侧面与周围分子受到相同的吸引力。 然而,由于本体分子,表面分子受到向下的净吸引力。 液体表面的行为就像一张拉伸的膜,它往往会最小化表面积。 液体的这种特性称…