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如果液體表面被長度為l的直線分成兩部分,這兩部分之間的相互作用力F就是液體的表面張力。F垂直于直線l,并與表面相切,大小為F=σl,比例系數σ是液體的表面張力系數,單位為Nm-1,表示單位長度的線段l上受到的表面張力。如果能測出F和l,就可以算出表面張力系數σ。
液體表面張力系數與多種因素有關:
1、液體的類別:不同的液體,表面張力系數不同。密度越小、越容易揮發的液體,其表面張力系數越小。
2、溫度:表面張力系數隨溫度的升高而減小。解釋:當液體溫度升高, 分子的平均動能勢必增大. 所以, 液體表面層分子平均密度更小, 平均距離更大. 分子的平均引力優勢反而減小. 因此, 隨著溫度升高液體的表面張力反而減小。此外,純凈水的表面張力系數與溫度呈近似的線性關系。
3、雜質:同一種液體,加入雜質后可促使液體表面張力系數增大或減小。一般而言,醇、酸、醛、酮等有機物質大都是表面活性劑,比水的表面張力系數小得多。
拉脫法是一種直接測定液體表面張力的方法。將一個內寬為s的門形金屬框垂直懸吊浸于待測液體中,緩慢、均勻地拉起,此時在金屬框附近的液面會產生一個沿著液面的切線方向的表面張力F,由于表面張力的作用,金屬框四周將帶起一個水膜,水膜呈彎曲形狀,如圖3所示。液體表面的切線與金屬絲表面的。
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