⑴ 水的張力是什麼原理
引力浮力等
水的表面張力:
一切物質分子間都存在吸引力:同一種類物質分子間的吸引力稱之為內聚力;不同物質分子間的吸引力稱之為附著力。在流體力學中,水分子是在不斷作布朗運動的,水分子間互相存在吸引力,分子間的距離越小,吸引力就越大,這就是水的內聚力。水分子的這種內聚力在水表界面上的作用就使得水表界面(其厚度只有水分子直徑的數量級)自動收縮的現象稱為水表張力。但是,浮漂(固體)周圍表面和水(流體)接觸之間存在著的吸引力,則是兩種不同物質的吸引力——即附著力。附著力和水表張力是各自獨立存在的力,有其客觀存在的本質區別。
對液體表面張力的概念是這樣敘述的:液面上任一分界直線一邊的表面層與另一邊的表面層之間相互吸引的力,叫做表面張力。
液面上任一分界直線一邊的表面層與另一邊的液體(實際上是另一邊厚度為二倍表面層厚度的表面雙層)之間相互作用的力(盡效果為引力)在液面切向的分量,叫做表面張力.
要擴大一個一定體積的液體的表面,那麼需要向這個液體作功。表面張力的定義為在擴大一個液體的表面時所作的功除以被增大的面積。因此表面張力也可以被看作是表面能的密度。
⑵ 人類根據表面張力發明了什麼
人類根據表面張力發明了自來水筆。
毛細管中液體的上升或下降、水珠會以球形存在、自來水筆的墨水不會因地心引力而滴出。毛細管的水與管壁的接觸角小於90 度,就表示水與管壁的附著力較水分子間的內聚力大,由於附著力與表面張力的相互作用,一垂直毛細管端的液滴會被吸住,並和重力達到平衡,這是自來水筆的墨水不會因地心引而滴出的原因。
⑶ 水的張力如何產生,有什麼用
面張力是一種物理效應,它使得液體的表面總是試圖獲得最小的、光滑的面積,就好像它
是一層彈性的薄膜一樣。 要擴大一個一定體積的液體的表面,那麼需要向這個液體作功。
要擴大一個一定體積的液體的表面,那麼需要向這個液體作功。表面張力的定義為在擴大一個液體的表面時所作的功除以被增大的面積。因此表面張力也可以被看作是表面能的密度。液面由於跟氣體接觸,表面層里分子的分布要比液體內部稀疏些,也就是分子間的距離比液體內部大些.在表面層中,由於分子間的距離比較大,分子間的作用力就表現為引力.如果在液體表面任意劃一條分界線MN,把液體表面分為左右兩部分,那麼,液面左側的分子對液面右側分子的作用力的合力為引力F1,液面右側的分子對左側分子的作用力的合力為引力F2,F1和F2大小相等方向相反.液面各部分之間這種相互吸引的力叫做表面張力.在表面張力作用下,液體表面有收縮到最小的趨勢.
定義一對液體表面張力的概念是這樣敘述的:液面上任一分界直線一邊的表面層與另一邊的表面層之間相互吸引的力,叫做表面張力.
液面上任一分界直線一邊的表面層與另一邊的液體(實際上是另一邊厚度為二倍表面層厚度的表面雙層)之間相互作用的力(盡效果為引力)在液面切向的分量,叫做表面張力.
要擴大一個一定體積的液體的表面,那麼需要向這個液體作功。表面張力的定義為在擴大一個液體的表面時所作的功除以被增大的面積。因此表面張力也可以被看作是表面能的密度。
⑷ 現實生活中水的張力的實例有
水龍頭上掛的水滴;小蟲子可以在水面上行走跳躍,而不沉下去;將細管插在水中,管中液面高於水面(毛細現象)、泡沫現象 、 乳化現象 、 凸凹液面現象等
⑸ 水的張力原理簡潔回答
比較液體內的分子A和液面分子B的受力情況。以分子力的有效力程為半徑作以分子A為中心的球面(圖1),則所有對分子A有作用的分子都在球面之內。選取一段較長的時間T(是分子兩次碰撞之間的平均時間),由於對稱,在這段時間內,各個分子對A的作用力的合力等於零。
以分子B為中心的球面中的一部分在液體當中,另一部分在液面之外,這部分分子密度遠小於液體部分的分子密度。如果忽略這部分分子對B的作用,則由於對稱,CC'和DD'之間所有分子作用力的合力等於零;對B有效的作用力是由球面內DD'以下的全體分子產生的向下合力。
由於處在邊界內的每—個分子都受到指向液體內部的合力,所以這些分子都有向液體內部下降的趨勢,同時分子與分子之間還有側面的吸引力,即有盡量收縮表面的趨勢。這種情況使流體的表面好象蒙在一個表面積比它大的固體外面的彈性薄膜。
(5)水的張力的發明擴展閱讀:
表面張力的測定方法
液體表面張力的測定方法分靜力學法和動力學法。靜力學法有毛細管上升法、 Noüy 環法、Wilhelmy 盤法、旋滴法、懸滴法、滴體積法、最大氣泡壓力法;動力學法有震盪射流法、毛細管波法。其中毛細管上升法和最大氣泡壓力法不能用來測液- 液界面張力。
Wilhelmy 盤法, 最大氣泡壓力法, 震盪射流法, 毛細管波法可以用來測定動態表面張力。由於動力學法本身較復雜, 測試精度不高, 而先前的數據採集與處理手段都不夠先進, 致使此類測定方法成功應用的實例很少。因此, 迄今為止, 實際生產中多採用靜力學測定方法。
⑹ 水張力的原理
關於表面張力
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多相體系中相之間存在著界面。習慣上人們僅將氣-液,氣-固界面稱為表面。
通常,由於環境不同,處於界面的分子與處於相本體內的分子所受力是不同的。在水內部的一個水分子受到周圍水分子的作用力的合力為零,但在表面的一個水分子卻不如此。因上層空間氣相分子對它的吸引力小於內部液相分子對它的吸引力,所以該分子所受合力不等於零,其合力方向垂直指向液體內部,結果導致液體表面具有自動縮小的趨勢,這種收縮力稱為表面張力。將水分散成霧滴,即擴大其表面,有許多內部水分子移到表面,就必須克服這種力對體系做功——表面功。顯然這樣的分散體系便儲存著較多的表面能。
表面張力是物質的特性,其大小與溫度和界面兩相物質的性質有關。
在293K下水的表面張力為72.75×10-3 N·m-1,乙醇為22.32×10-3 N·m-1,正丁醇為24.6×10-3N·m-1,而水-正丁醇(4.1‰)的界面張力為34×10-3 N·m-1。
定義及相關
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(1)定義或解釋
①促使液體表面收縮的力叫做表面張力。
②液體表面相鄰兩部分之間,單位長度內互相牽引的力。
(2)單位
表面張力的單位常用達因。
(3)說明
①表面張力的方向和液面相切,並和兩部分的分界線垂直,如果液面是平面,表面張力就在這個平面上。 如果液面是曲面,表面張力就在這個曲面的切面上。
②表面張力是分子力的一種表現。它發生在液體和氣體接觸時的邊界部分。是由於表面層的液體分子處於特殊情況決定的。液體內部的分子和分子間幾乎是緊挨著的,分子間經常保持平衡距離,稍遠一些就相吸,稍近一些就相斥,這就決定了液體分子不像氣體分子那樣可以無限擴散,而只能在平衡位置附近振動和旋轉。在液體表面附近的分子由於只顯著受到液體內側分子的作用,受力不均,使速度較大的分子很容易沖出液面,成為蒸汽,結果在液體表面層(跟氣體接觸的液體薄層)的分子分布比內部分子分布來得稀疏。相對於液體內部分子的分布來說,它們處在特殊的情況中。表面層分子間的斥力隨它們彼此間的距離增大而減小,在這個特殊層中分子間的引力作用占優勢。因此,如果在液體表面上任意劃一條分界線MN把液面分成a、b兩部分,如圖所示。F表示a部分表面層中的分子對b部分的吸引力,F6表示右部分表面層中的分子對a部分的吸引力,這兩部分的力一定大小相等、方向相反。這種表面層中任何兩部分聞的相互牽引力,促使了液體表面層具有收縮的趨勢,由於表面張力的作用,液體表面總是趨向於盡可能縮小,因此空氣中的小液滴往往呈圓球形狀。
③表面張力F的大小跟分界線MN的長度成正比。可寫成F=σL或σ=F/L。
比值σ叫做表面張力系數,它的單位常用dyn/cm。在數值上表面張力系數就等於液體表面相鄰兩部分間單位長度的相互牽引力。
液膜表面張力系數=液膜的表面能/液膜面積=F表面張力/(2*所取線段長)。
表面張力系數與液體性質有關,與液面大小無關。
表面張力在自然界
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在自然界中,我們可以看到很多表面張力的現象和對張力的運用。比如,露水總是盡可能的呈球型(題圖),而某些昆蟲則利用表面張力可以漂浮在水面上。
表面張力的實驗
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這個實驗,也可以說是一個關於表面張力的小游戲。先找一個朋友和你一起來進行這個游戲,然後准備一杯水(把水加到杯子的邊緣處,目視水至杯口齊平處),16枚1元的硬幣(也可以更多)。然後是這個游戲的規則,和朋友每人一次向杯子里輪流投放硬幣,每次投放硬幣數沒有限制,可以一次放進1枚,可以2或3枚,或者更多,直到誰先把水溢出杯子為止。投放硬幣的時候用拇指和食指捏住硬幣輕輕的放進盛滿水的杯子。本人最多一次投放了16枚1元硬幣。
⑺ 關於水 張力現象的在現實生活中具體事例的詳細解釋
這種現象其實是物理學上所說的」毛細現象」
談到」毛細現象」就要說到」浸潤」和」不浸潤」這兩個詞
放在玻璃上的一滴水銀,能夠在上面滾來滾去,而不附著在上面,這種現象就叫做」不浸潤」,對玻璃來說,水銀是不浸潤液體.
放在玻璃上面的一滴水,會附著在玻璃上形成薄層,這種現象就叫做」浸潤」
對玻璃來說,水是浸潤液體.
同一鋅種液體,對一些固體是浸潤的,對一些固體是不浸潤的.如水能浸潤玻璃但不能浸潤石蠟.水銀不能浸潤玻璃,但能浸潤鋅.
浸潤和不浸潤現象是分子力作用的表現.當液體與固體接觸時,在接觸處形成一個液體薄層,叫做附著層.附著層里的分子既受固體分子的吸引,又受到液體內部分子的吸引.如果受到固體分子的吸引比較弱,附著層里的餓分子就比液體內部稀疏,在附著層里就出現跟表面張力相似的收縮力.這時跟固體接觸的液面有縮小的趨勢.形成不浸潤現象.相反,如果受到的固體分子的吸引相當強,附著層里就出現液體相互推斥的力,這時跟固體接觸的液體表面有寬展的趨勢,形成浸潤現象.
把水裝在玻璃容器里,由於水浸潤玻璃.器壁附近的液面向上彎曲.把水銀裝在玻璃容器里,由於水銀不浸潤玻璃器壁附近的液面向下彎曲.
浸潤液體在細管里上升的現象和不浸潤液體在細管里下降的現象,叫做毛細現象,能夠放生毛細現象的管叫做毛細管.
⑻ 古人是如何發現的水面張力
表面張力是發生在液體表面的各部分互相作用的力,它是液體所具有的性質之一。表面薄膜、肥皂泡、球形液滴等都是由於表面張力而形成的。據記載,明熹宗朱由校玩過肥皂泡,當時人稱它「水圈戲」。
方以智說:「濃鹼水入松香末,蘸小蔑圈揮之,大小成球飛去。」水的表面張力雖然不算大,但是如果把像綉花針那樣的比較輕的物體小心地投放水面,針也能由於水的表面張力而不下沉。我國古代的婦女們就利用這種現象於每年農歷七月初七進行「丟針」的娛樂活動。
明代學者劉侗的《帝京景物略•春場》中在記述「丟針」時寫道,由於「水膜生面,綉針投之則浮」。這些話表明當時的人們已經提出了表面張力的物理效應的問題。