1、10-5液體表面張力與毛細現象,表面張力的現象 分子力 表面張力的成因 表面張力的示範實驗 表面張力的量度 表面張力的性質 例題10-8 內聚力和附著力,接觸角 內聚力和附著力作用的實例 毛細現象及其成因 管內液柱的上升高度 接觸角與液柱的升降 毛細現象的例子 例題10-9,表面張力的現象,分子力,分子力：在液體內部的分子之間，彼此互相吸引力。 分子力和分子所帶電荷的大小與分布，及分子之間的距離有關，當距離變大時，分子力迅速地減弱。,在液體內部的分子所受的合力為零，但在液體表面層內的分子則受到向下的淨力，因此使液面向內收縮。,表面張力的成因,當液體的表面積增大時，液體內部的分子會上升來填補，所
2、以液體表面分子之間的距離保持不變。 液體所受的表面張力，其作用方向垂直於邊界。,表面張力的示範實驗(1),表面張力的示範實驗(2),表面張力的量度(1),表面張力定義為液體表面上對每單位長度所呈現的張力，以表之，其單位為Nm。,線框上的薄膜有兩面，每一面皆有表面張力作用於線框上，故F2L,表面張力的量度(2),從能量的觀點來看，線框上所沾附薄膜的液體分子皆從液體內部所提升上來。為提升這些液體分子，所需的外力為F，用於克服表面張力。 若將線框拉出水面的高度為h，則外力F所作的功為WFh（2L）hA 表面張力為液體表面每單位面積所儲存的位能。,表面張力的性質(1),表面張力的大小除了和液體的種類及
3、狀態有關外，也和液體表面接觸的介質有關。,表面張力的性質(2),當液體的溫度升高時，其表面張力減小。,內聚力和附著力,分子力可分為 內聚力：同類分子之間的吸引力。 附著力：異類分子之間的吸引力。,接觸角,接觸角為在液體內部接觸管壁的液面和管壁之間的夾角。 接觸角決定於液體的種類以及接觸面的性質，F1為來自液體內部分子的內聚力，F2則為來自管壁分子的附著力。 若 ，則接觸角為銳角。 若 ，則接觸角為鈍角。,內聚力和附著力作用的實例(1),內聚力和附著力作用的實例(2),毛細現象及其成因,毛細現象實際上就是表面張力作用的結果。 液體靠近器壁的液面分子，同時受有內聚力和附著力的作用，其合力垂直於液面
4、。使得液體表面張緊，產生表面張力。 液體表面張力所產生的作用力沿著液面的切線方向，作用於液體器壁的交界線。因此它的反作用力F即為提升管內液柱的力源。,管內液柱的上升高度,由液柱所受表面張力的總合與液柱的重量靜力平衡。,接觸角與液柱的升降,毛細管插入水槽中，內聚力小於附著力，接觸角為銳角，則管內的水銀柱上升，水柱的液面呈現周邊向上彎曲的弧面。 毛細管插入水銀槽中，內聚力大於附著力，接觸角為鈍角，則管內的水銀柱下降，水銀柱的液面呈現周邊向下彎曲的弧面。,毛細現象的例子,酒精燈的燈芯是用棉線捻成一束，棉線間的空隙相當於毛細管，酒精經由這些間隙上升至芯頭。 毛巾的一端浸入水中，則整條毛巾會濡溼 方糖的一角沾上水漬，則整塊方糖會漸潮溼。 植物內的維管束也充當毛細管的角色，根部的水分和養分得以輸送至枝葉。,
