技術文章 / Technical articles
我們生活中經常會跟界面張力儀表面張力打交道,卻清楚認知它。它在清潔洗滌中扮演者象汽車、化妝品中的潤滑劑那樣的角色。水甲蟲之所以不被淹死只不過是因為表面張力在作怪。液體中分子之間的吸引力是產生表面張力的原因。如果我們觀察某種介質的內部分子結構的時候,會發現分子間的吸引力是相同的。因此,分子所受到的各個方向的力是相同的,合力為零。
另一方面,如果分子處于液體表面,液體內部的吸引力作用在一邊,另外一邊卻沒有分子作用力的存在。因此,合力的方向是指向液體內部的。從宏觀來看,液體表面積會趨向小華,液滴將因此趨向變圓。
通過液體分子間的吸引力,液體里面的空氣氣泡同樣會受到這些吸引力的作用,譬如氣泡在液體中形成會受到表面張力的擠壓。界面張力儀氣泡的半徑越小,它所有的壓力就越大。通過與外部氣泡相比,增加的壓力可用于測量表面張力。空氣經由毛細管進入液體,隨著氣泡形成外凸,氣泡的半徑也隨之連續不斷的減小。這個過程壓力會上升到值,氣泡半徑小。此時氣泡的半徑等于毛細管半徑,氣泡成半球狀。此后,氣泡破裂并脫離毛細管,新氣泡繼續形成。把過程中的氣泡壓力特征曲線描繪出來,我們就可以用它來計算出表面張力。