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水为什么有张力

想必大家都知道水是有张力的,在课堂上老师一定演示过这样一个实验,在倒满了水的杯中放入数枚回形针后,水依然没有溢出,而是在表面形成一个微小的弧度。可水为什么会有张力呢?今天小编就要带大家来解析这其中的缘由。

水为什么有张力

水为什么有张力

液体的表面张力

张力是物理学名词,物体受到拉力作用时,存在于其内部而垂直于两邻部分接触面上的相互牵引力。液体同样会形成张力,液体表面任意两相邻部分之间垂直于它们的单位长度分界线相互作用的拉力。表面张力的形成同处在液体表面薄层内的分子的特殊受力状态密切相关。

水为什么有张力

一切物质分子间都存在吸引力:同一种类物质分子间的吸引力称之为内聚力;不同物质分子间的吸引力称之为附着力。在流体力学中,水分子是在不断运动的,水分子间互相存在吸引力,分子间的距离越小,吸引力就越大,这就是水的内聚力。水分子的这种内聚力在水表界面上的作用就使得水表界面自动收缩的现象称为水表张力,如露水呈球形就是这种力作用下的结果。

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通常,由于环境不同,处于界面的分子与处于相本体内的分子所受的力是不同的。在水内部的一个水分子受到周围水分子的作用力的合力为零,但在表面的一个水分子却不如此。因上层空间气相分子对它的吸引力小于内部液相分子对它的吸引力,所以该分子所受合力不等于零,其合力方向垂直指向液体内部,结果导致液体表面具有自动缩小的趋势。水的张力是其物质的特性,其大小与温度和界面等物质的性质有关。

液体表面张力的大小

在室温(20℃左右)下,大部分液体的表面张力在20〜40达因/厘米范围以内,但也有大于此数的,如水的表面张力为72达因/厘米;水银表面张力为470达因/厘米。液态金属的表面张力都比较大,如1131℃液态铜的表面张力为1103达因/厘米。一些在常温下为气态的元素,在低温下处于液态时,表面张力却很小,如4.3开液氦的表面张力仅有0.098达因/厘米,90.2开液氢的表面张力为0.2达因/厘米,理论分析还指出,对于同一种液体,温度升高,表面张力降低。

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