1樓:匿名使用者
多相體系中相之間存在著介面。習慣上人們僅將氣-液,氣-固介面稱為表面。
通常,由於環境不同,處於介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,其大小與溫度和介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‰)的介面張力為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麵相切,並和兩部分的分界線垂直,如果液麵是平面,表面張力就在這個平面上。 如果液麵是曲面,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衝出液麵,成為蒸汽,結果在液體表面層(跟氣體接觸的液體薄層)的分子分佈比內部分子分佈來得稀疏。相對於液體內部分子的分佈來說,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佔優勢。因此,如果在液體表面上任意劃一條分界線mn把液麵分成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儘可能縮小,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叫做表面張力係數,它的單位常用dyn/cm。在數值上表面張力係數就等於液體表面相鄰兩部分間單位長度的相互牽引力。
液膜表面張力係數=液膜的表面能/液膜面積=f表面張力/(2*所取線段長)。
表面張力係數與液體性質有關,與液麵大小無關。
2樓:堵承載
1.都不是。表面張力是液體膜上的(不是和其他物體接觸的地方)。你似乎沒有搞清楚什麼是表面張力。去看看定義。
2.不然測出來不準。因為公式是按照液體表面與管接觸夾角0度計算(也就是毛細管理面液體上表面是個完整的半圓)
3.個人感覺可以。因為上升高度應該取決於表面張力,而表面張力應該可以反映粘滯性(這個不能肯定,不好意思啊。)
3樓:歐璟衛思山
力學平衡法:
上升高度h=2*表面張力係數*cos接觸角/(液體密度*重力加速度g*毛細管半徑r)
熱力學的不會,抱歉。
毛細管法測液體表面張力係數哪些因素影響測定液體表面張力的準確度
4樓:hi漫海
促使液體表面收縮的力叫做表面張力。即液體表面相鄰兩部分之間,單位長度內互相牽引的力。如液麵被長度為l的直線分成兩部分,這兩部分之間的相互拉力f是垂直於直線l,並與表面相切。
則(見圖1)
比例係數σ就是液體的表面張力係數,它表示液體表面相鄰兩部分間單位長度的相互牽引力。
如果液體表面積增大δs,液體表面自由能增加δe,則表面張力係數σ等於增加單位表面積時,外力所需作的功,也可用下式表示σ=δe/δs(見圖2)
這說明,表面張力係數σ在數值上等於增加單位表面積時所增加的表面能,在等溫條件下能轉變為機械能的表面內能部分,在熱力學中稱為表面自由能。從能的角度看,表面張力係數σ就是增加單位表面時所增加的表面自由能。液體表面張力係數的性質表現為:
1.液體不同表面張力係數不同。例如,密度小的,容易蒸發的液體表面張力係數小,如液氫和液氦;已熔化的金屬表面張力係數則很大;2.
表面張力係數隨溫度的升高而減小,近似地為一線性關係;3.表面張力係數的大小還與相鄰物質的化學性質有關;4.表面張力係數還與雜質有關,加入雜質可促使液體表面張力係數增大或減小。
一般說來醇、酸、醛、酮等有機物質大都是表面活性物質,比水的表面張力係數小得多。例如,在鋼液結晶時,加入少量的硼,就是為了促使液態金屬加快結晶的速度。
毛細現象與表面張力係數
毛細現象中液體上升、下降高度。h的正負表示上升或下降。
浸潤液體上升,接觸角為銳角;不浸潤液體下降,接觸較為鈍角。
上升高度h=2*表面張力係數/(液體密度*重力加速度g*液麵半徑r)。
上升高度h=2*表面張力係數*cos接觸角/(液體密度*重力加速度g*毛細管半徑r
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