張力儀在生活中存在的表面現(xiàn)象

表面張力指的是液體表面任意二相鄰部分之間垂直于它們的單位長(zhǎng)度分界線相互作用的拉力。表面張力的形成同處在液體表面薄層內(nèi)的分子的受力狀態(tài)密切相關(guān)。表面張力還存在于不同相之間的界面，并非只限于液－氣之間，其他如液－固和氣－固之間也有，甚至不互溶的兩液相之間也有表面張力，它們更正確的名稱應(yīng)為界面張力。當(dāng)一液滴在固體表面上，在氣、固、液三相的交會(huì)點(diǎn)相互間的表面張力成一平衡狀態(tài)，因此產(chǎn)生了液相與固相界面的接觸角。液滴在固體表面上有兩種情況，如果液體*潤(rùn)濕固體表面，則接觸角趨近于0，如水在玻璃表面上。如果液體*不潤(rùn)濕固體表面，則接觸角趨近于180度，這時(shí)液體成為球滴，如水銀在玻璃上或水在鐵氟龍表面上。表面張力的存在形成了一系列日常生活中可以觀察到的特殊現(xiàn)象。

　　生活中存在的一些表面張力現(xiàn)象

　　細(xì)心觀察蓮花、芋頭葉及甘藍(lán)菜的葉面，我們發(fā)現(xiàn)水珠可以在這些葉面上自由的滾動(dòng)。自來水筆的墨水不會(huì)因地心引力而滴出、毛筆上的墨汁不會(huì)掉下來。水滴在水下會(huì)慢慢形成一個(gè)球狀的液滴再滴下來，肥皂泡泡吹出來不會(huì)破。這些現(xiàn)象都是和表面張力有關(guān)。水珠能在荷葉上自由的滾動(dòng)，這是因?yàn)樗谌~面上的接觸角介于130～160度之間，接觸角大顯示出水珠不易潤(rùn)濕表面。而自來水筆的墨水不會(huì)滴出來以及毛筆的墨汁不會(huì)掉下來是因?yàn)橐后w的毛細(xì)管現(xiàn)象。因?yàn)槊?xì)管的水與管壁的接觸角小于90度，表示水與管壁的附著力較水分子間的內(nèi)聚力大，由于附著力與表面張力的相互作用，一垂直毛細(xì)管端的液滴會(huì)被吸住，并和重力達(dá)到平衡，這就是自來水筆的墨水不會(huì)因地心引力而滴出的原因。而便宜的原子筆往往因表面張力的控制不良而不順暢或油墨溢出。毛筆上的墨汁不會(huì)掉下來也是毛細(xì)現(xiàn)象的關(guān)系。

　　表面張力牽涉到生活中許許多多的現(xiàn)象，在與表面張力有關(guān)的各種現(xiàn)象中，接觸角扮演著極為重要的角色，藉由改變表面張力可以控制接觸角，進(jìn)而應(yīng)用由表面張力所牽涉到的各種現(xiàn)象。例如當(dāng)液體表面累積有電荷時(shí)，由于同性相斥的關(guān)系，拉伸薄膜所需的力就會(huì)減少，表面張力也因而降低。電濕潤(rùn)就是利用這種現(xiàn)象，在液面施一電壓，藉由表面張力的減少和接觸角的改變，掌控液－固間的潤(rùn)濕狀態(tài)。蓮葉的自潔功能是由于納米的表面纖毛結(jié)構(gòu)使其具有與水的超高接觸角?？茖W(xué)家在了解這種自然界神奇功能的原理后，開發(fā)出可以運(yùn)用在建筑物的外墻、汽車的烤漆、衛(wèi)浴設(shè)備的瓷釉上的涂層，這些涂層材料達(dá)到自潔的功效，成為真正的「不沾鍋」，在生活中應(yīng)用。

　　表面張力以及接觸角的測(cè)試可以通過表面張力儀器測(cè)試。一般來說測(cè)量液體表面張力值的測(cè)定儀器，基于原理的不同可以分為白金板法、白金環(huán)法、大氣泡法、懸滴法、滴體積法以及滴重法等原理，實(shí)現(xiàn)液體的表面張力值的測(cè)量。