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表面张力实验装置所测“表面张力”有何神奇?
发布日期:2020-01-17      浏览次数:273
   表面张力实验装置采用z大气泡法测定表面张力(也可称为液体的界面张力),该装置操作简单,重复性强,是各大高等院校进行液体表面张力实验的理想装置。那么关于这个参数--“表面张力”有什么神奇的呢?
  在宏观尺度上,表面张力确实是一种比较微弱的力。如计算一艘轮船所受的浮力时就没有必要考虑表面张力的影响。但是当物体的尺寸逐渐减小时,其所受到的表面力要远比体积力(如重力、电场力等)的影响大。可想象一个小球,它的表面积和体积分别与其半径的平方和立方成正比,故此二者之比与球的半径成反比。这个比值我们通常称为“比表面积”。所以当小球的体积非常小,如到了微纳米量级时,其比表面积将是一个非常大的数。此时很显然,体积对其物理特性的影响微乎其微,起主导作用的因素就是表面积或者表面能了。
  通过用一根重量很轻的针来形象地演示表面张力的作用。尽管金属的密度远比水的大,但是当把这根针轻轻地放置在水面上时,可以发现它能够漂浮在液面而不下沉。我们还会观察到,在针的周围由于表面张力的作用形成了一个弯液面的凹坑。根据阿基米德定律,我们知道这种形状的弯液面使得针能够排开更多水的体积。所以对于体积比较小的针而言,此时表面张力对它产生较大的浮力是起主导作用的。
  关于表面张力的另外一个有趣的现象是,某些水鸟可以通过表面张力调控其吸收到口中的毫米量级的液滴(这些液滴里面包含着食物),从而完成其摄食过程。水鸟的喙分为上下两个部分,由于液滴的重力较大,所以当喙张开时,液滴不能够一步到位地进入嘴中。但是它的喙能够像个镊子一样反复连续地张开和闭合,从而改变了液滴的形状和它的接触角。这样液滴就能够从喙的尖端以一种步进的棘轮方式进入到嘴中。我们也很容易用一个夹有一个液滴的镊子来演示这个过程。
  表面张力的检测需用到表面张力实验装置,它是进行液体表面张力实验的必备!

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