什么是水的表面张力

如题所述

小编有一次无意中在阳台上浇花,结果水浇得过多,水流顺着花盆溢满出来。流出的水慢慢向阳台的低洼处流动。明显的可以看见,流出的水的边沿是呈现一种弧线,它们就像八爪鱼一样不断的向前行进。而且低处部分往高处部分延伸的很长一段水流都是明显高出地面的。而且水的厚度基本没有任何区别。并且并不会像我们认为的水流会往前端凝聚,而形成的前端水面的厚度要明显高于后面的水的厚度(这个厚度是指与地面的相对高度)。
当水流经过一小团独立的水时,明显感觉到流水与水团相融的时候,水流明显的有一个颤动现象。随着时间的推移,这滩水会慢慢的挥发到空中,不留一丝的痕迹。

我们也经常在早起锻炼的时候,观察路边花草的叶子上遗留一颗颗水珠,这些水珠呈现椭圆形或者趋向于球体。尤其是荷叶上,水珠还会随着叶子的摇动,在叶面上滚来滚去,形状会有所改变,但是基本都能看出其形状都是趋向于球体的方向的形状凝聚。水珠并不会扩散开来依附在叶子的表面形成一层水膜。
我们有时往水杯里加水,水与杯口齐平的时候,依然还可以添加少量的水进去,水明显要高于杯口而不会溢出来。
其实这些现象我们都可以理解为表面张力的作用。
那么什么是表面张力呢?它们又是以什么方式形成这种力的存在的呢?
根据现代物理学对表面张力的定义为:促使液体表面收缩的力叫做表面张力。液体表面相邻两部分之间,单位长度内互相牵引的力。
表面张力的方向和液面相切,并和两部分的分界线垂直,如果液面是平面,表面张力就在这个平面上.如果液面是曲面,表面张力就在这个曲面的切面上。
习惯上人们将气态和液态,气态和固态物体之间的界面称为表面。
通常,由于环境的不同,处于表面的分子与处于物体(液态的水团也属于一个物体)内部的分子所受力是不相同的。在水团的内部的一个水分子受到周围水分子的作用力的合力为0。
但在表面的一个水分子却不是如此。因为上层空间的水分子对它的吸引力小于内部液体中的分子对它的吸引力,所以该分子所受合力不等于零。其合力方向垂直指向液体内部,结果导致液体表面具有自动缩小的趋势,这种收缩力称为表面张力。
水分子蒸发成雾滴,就扩大了其表面,有许多内部水分子移到表面,这些分散的分子便存在较多的表面能。分子要脱离这个表面,就必须克服这种表面能的束缚。
表面张力是物质的特性,其大小与温度和界面两种不同物质的性质有关。
表面张力是分子力的一种表现。它发生在液体和气体,液态与固态相接触时的边界部分。是由于表面层的液体分子处于特殊情况决定的。液体内部的分子和分子间几乎是紧挨着的,分子间经常保持平衡距离,稍远一些就相吸,稍近一些就相斥。这就决定了液体分子不像气体分子那样可以无限扩散,而只能在平衡位置附近振动和旋转。

在液体表面附近的分子由于只受到液体内侧分子的作用,受力不均,使速度较大的分子很容易冲出液面,成为蒸汽,结果在液体表面层(跟气体接触的液体薄层)的分子分布比内部分子分布来得稀疏。
这是相对于液体内部分子的分布来说,它们处在特殊的情况中。表面层分子间的斥力随它们彼此间的距离增大而减小,在这个特殊层中分子间的引力作用占优势。
这种表面层中任何两部分的相互牵引力,促使了液体表面层具有收缩的趋势,由于表面张力的作用,液体表面总是趋向于尽可能缩小,因此空气中的小液滴往往呈圆球形状。
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第1个回答  2018-07-26
1、定义:液体表面任意二相邻部分之间垂直于它们的单位长度分界线相互作用的拉力。
2、具体表现:表面张力的形成同处在液体表面薄层内的分子的特殊受力状态密切相关。表面张力的存在形成了一系列日常生活中可以观察到的特殊现象。例如:截面非常小的细管内的毛细现象、肥皂泡现象、液体与固体之间的浸润与非浸润现象等本回答被网友采纳
第2个回答  2017-02-28
表面张力是分子力的一种表现。它发生在液体和气体接触时的边界部分。是由于表面层的液体分子处于特殊情况决定的。液体内部的分子和分子间几乎是紧挨着的,分子间经常保持平衡距离,稍远一些就相吸,稍近一些就相斥,这就决定了液体分子不像气体分子那样可以无限扩散,而只能在平衡位置附近振动和旋转。在液体表面附近的分子由于只显著受到液体内侧分子的作用,受力不均,使速度较大的分子很容易冲出液面,成为蒸汽,结果在液体表面层(跟气体接触的液体薄层)的分子分布比内部分子分布来得稀疏。相对于液体内部分子的分布来说,它们处在特殊的情况中。表面层分子间的斥力随它们彼此间的距离增大而减小,在这个特殊层中分子间的引力作用占优势。这种表面层中任何两部分闻的相互牵引力,促使了液体表面层具有收缩的趋势,由于表面张力的作用,液体表面总是趋向于尽可能缩小,因此空气中的小液滴往往呈圆球形状。
表面张力的方向和液面相切,并和两部分的分界线垂直,如果液面是平面,表面张力就在这个平面上。 如果液面是曲面,表面张力就在这个曲面的切面上。
在自然界中,我们可以看到很多表面张力的现象和对张力的运用。比如,露水总是尽可能的呈球型,而某些昆虫则利用表面张力可以漂浮在水面上。
表面张力的实验
实验一:
这个实验,也可以说是一个关于表面张力的
小游戏
。先找一个朋友和你一起来进行这个游戏,然后准备一杯水(把水加到杯子的边缘处,目视水至杯口齐平处),16枚1元的硬币(也可以更多)。然后是这个游戏的规则,和朋友每人一次向杯子里轮流投放硬币,每次投放硬币数没有限制,可以一次放进1枚,可以2或3枚,或者更多,直到谁先把水溢出杯子为止。投放硬币的时候用拇指和食指捏住硬币轻轻的放进盛满水的杯子。有人最多一次投放了16枚1元硬币。
实验二
有孔纸片托水
材料:瓶子一个、大头针一个、纸片一张,有色水一满杯
操作:
1、在空瓶内盛满有色水。
2、用大头针在白纸上扎许多孔。
3、把有孔纸片盖住瓶口。
4、用手压着纸片,将瓶倒转,使瓶口朝下。
5、将手轻轻移开,纸片纹丝不动地盖住瓶口,而且水也未从孔中流出来。
薄纸片能托起瓶中的水,是因为大气压强作用于纸片上,产生了向上的托力。小孔不会漏出水来,是因为水有表面张力,水在纸的表面形成水的薄膜,使水不会漏出来。这如同布做的雨伞,布虽然有很多小孔,仍然不会漏雨一样。本回答被提问者采纳
第3个回答  2007-02-14
1.液体,原来液体与气体相接触时,会形成一个表面层,在这个表面层内存在着的相互吸引力就是表面张力,它能使液面自动收缩。表面张力是由液体分子间很大的内聚力引起的.不光液体与气体之间的表面层,液体与固体器壁之间也存在着“表面层”,这一液体薄层通常叫做附着层,它也一样存在着表面张力。这一表面张力决定了液体和固体接触时,会出现两种现象:不浸润和浸润现象。水银掉到玻璃上,是呈现出球形,也就是说,水银与玻璃的接触面具有收缩趋势,这种现象为不浸润。而水滴掉到玻璃上,是慢慢地沿玻璃散开,接触面有扩大趋势,这种现象为浸润。水银虽然不能浸润玻璃,但是用稀硫酸把锌板擦干净后,再在板上滴上水银,我们将会看到,水银慢慢地沿锌板散开,而不再呈球形。所以说,同一种液体能够浸润某些固体,而不能浸润另一些固体。水银能浸润锌,而不能浸润玻璃;水能浸润玻璃,而不能浸润石蜡。

2.表面张力与分子间作用力呈线形相关,但不能比较它们两个的大小.水分子汽化最终克服的是分子间作用力..表面张力是分子力的一种宏观表现,在内聚力的作用下,表面层液体分子的移动总是尽量地使表面积减小.在液体表面形成一层弹性薄膜,这样便出现了表面张力.表面张力起源于分子引力,从其作用效果来看,它属一种拉力.

你自己装满一盆满水 然后用手轻轻感觉一下水表面.会有一个拉力拈着你的‘那就是水的表面张力
第4个回答  2019-02-01
表面张力是物质表面分子收缩的一种复合引力,与物质表面上的切向相同,表面张力能物质的表面积趋向于小的方向发展,我们在自然界空气中看到的液体为滴状或者树叶上的水珠等现状正是由于水的表面张力作用的结果。

掌握表面张力的知识,对生活和生产活动都有很重要的帮助,通过改变物质的表面张力来实现各种应用目的这样的方法已经被用于很多领域。
如需深入了解表面张力的知识,可以参阅表面张力与表面活性剂。