什么是液体的表面张力?测量毛细血管的表面张力

什么是液体的表面张力?测量毛细血管的表面张力
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由流体分子表面张力效应或内聚力引起的一种性质称为表面张力。因此,液体颗粒倾向于粘附在非混相表面或在液体或气体界面。它也可以理解为自由存在于液体界面上的表面能。

由于表面张力是一种线力,它通常表示为通过自由液体表面的单位长度的力。

最好的例子液体表面张力时可能会目睹了一个小蚂蚁就纠缠在一滴水,即使在只有一滴水:ant必须努力摆脱液体由于水的表面张力的力量。

测量表面张力

参考旁边的图,我们可以看到一个典型的流体分子一个由于邻近的分子施加的内聚力,保持一种平衡状态一个

由于相邻分子相互施加的内聚力大小相等且相反,所以它们抵消了力的作用,所以合力或合力就在上面一个变成了零。

然而,由于上面没有分子,液体表面的分子表现出更大的向下粘结力。因此,产生的内聚力B将更倾向于向下行动。这种现象使液体表面与拉伸的薄膜相当。

一般来说,与液体压力和重力相比,表面张力可以忽略不计;然而,封闭在狭窄区域或非常狭窄的柱内的流体表现出强烈和显著的内聚倾向,例如在毛细管、液滴、气泡和通过多孔材料的液体中。

当封闭在垂直或倾斜的毛细管内时,液体的上升和下降称为毛细管作用。

这种现象可以通过将流体与毛细管壁之间形成的接触角与液柱上的平衡力联系起来来理解。

由下图可以明显看出,液体表面与毛细管壁面的锐角接触导致了毛细作用的增加,反之亦然,液体的粘结力随锐角的增大而减小,随钝角的增大而增大。

当封闭在直径大于1厘米的管和毛细血管中时,上述与水和汞的作用变得无关紧要。

测量毛细血管的表面张力

毛细上升、图像

正如前一节所解释的,参照旁边的图,我们看到毛细血管的上升,

向上的拉力=管内液柱的重量,

以上表达式可以表示为:

πd。σ。cosθ=πd2.hρg / 4

因此,毛细上升可计算为_,h = 4__σcosθ/__ρgd,表面张力可通过求解:

σ= hρgd / 4 __cosθ

在哪里σ=单位长度表面张力所产生的力,

θ=管壁与液体表面的接触角。

以水为液体,管子由玻璃构成,θ~ 0,

因此,当水在玻璃管内时,毛细管上升成为:

_h = 4 __σ/ _ρgd,

产生的表面张力可通过以下表达式计算:

σ= h__ρgd / 4

半液滴的表面张力,图像

对于液滴,液滴在封闭的液体中获得的压力等于施加的表面张力。

把上面的力相等,我们得到,πd。__σ= p._πd2/4

最后,在上述情况下,测量表面张力的公式为:

σ= p.d. / 4

在哪里p =压力d =直径滴。

以上的解释帮助我们理解这个与液体相关的重要趋势,并最终涉及到什么是表面张力以及如何测量它。

参考文献

液体表面张力

Hyperphysics

本书:工程流体力学,K.L.库马尔著