水银为什么成球形讲得详细一点,
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/08/31 10:37:37
水银为什么成球形讲得详细一点,
水银为什么成球形
讲得详细一点,
水银为什么成球形讲得详细一点,
表面张力使然.
神奇的表面张力
在日常生活中,我们对见到的一些现象可能已经习以为常,认为它们理
应如此,但是为什么会这样,就没有过多地去想了.比如,下过雨后,我们
可以见到树叶、草上的小水珠都接近于球形;不小心打碎了体温计后,里面
的水银掉到地上,小水银滴也呈球形.另外我们也可以表演一个小魔术,在
一杯水里,小心地把一枚针水平放置在水面上,针浮在水面上而不沉于杯,
并且在针下面的水面上形成一个凹面.如果做得相当熟练,你甚至可以用钮
扣、小巧的平面形金属或硬币来代替针.所有这些现象都与表面张力有关.
那么,什么是表面张力呢?原来液体与气体相接触时,会形成一个表面
层,在这个表面层内存在着的相互吸引力就是表面张力,它能使液面自动收
缩.表面张力是由液体分子间很大的内聚力引起的.处于液体表面层中的分
子比液体内部稀疏,所以它们受到指向液体内部的力的作用,使得液体表面
层犹如张紧的橡皮膜,有收缩趋势,从而使液体尽可能地缩小它的表面面积.
我们知道,球形是一定体积下具有最小的表面积的几何形体.因此,在表面
张力的作用下,液滴总是力图保持球形,这就是我们常见的树叶上的水滴按
近球形的原因.
表面张力的方向与液面相切,并与液面的任何两部分分界线垂直.表面
张力仅仅与液体的性质和温度有关.一般情况下,温度越高,表面张力就越
小.另外杂质也会明显地改变液体的表面张力,比如洁净的水有很大的表面
张力,而沾有肥皂液的水的表面张力就比较小,也就是说,洁净水表面具有
更大的收缩趋势.
不光液体与气体之间的表面层,液体与固体器壁之间也存在着“表面
层”,这一液体薄层通常叫做附着层,它也一样存在着表面张力.这一表面
张力决定了液体和固体接触时,会出现两种现象:不浸润和浸润现象.水银
掉到玻璃上,是呈现出球形,也就是说,水银与玻璃的接触面具有收缩趋势,
这种现象为不浸润.而水滴掉到玻璃上,是慢慢地沿玻璃散开,接触面有扩
大趋势,这种现象为浸润.水银虽然不能浸润玻璃,但是用稀硫酸把锌板擦
干净后,再在板上滴上水银,我们将会看到,水银慢慢地沿锌板散开,而不
再呈球形.所以说,同一种液体能够浸润某些固体,而不能浸润另一些固体.
水银能浸润锌,而不能浸润玻璃;水能浸润玻璃,而不能浸润石蜡.
浸润和不浸润两种现象,决定了液体与固体器壁接触处形成两种不同形
状:凹形和凸形.
现在我们就明白了前面介绍的小魔术中,硬币不沉没的原因了,它实际
上利用了水具有很大的表面张力的性质和不浸润现象.如果我们事先把硬币
表面涂上一层油,硬币就可以轻易放在水面上而不会沉没.在工程技术和日
常生活中,人们经常利用水不溶解油这一特性.像在纸伞上涂油漆做成雨伞;
给金属器材涂机油,防止因水引起生锈;甚至在选矿方法中,也用到水不浸
润涂了油的物体的性质.浮选矿法就是把砸碎的矿石放到池中,池里放上水
和只浸润有用矿物的油,使它们涂上薄薄一层油,再向池中输送空气,这样
气泡就附在有用矿物粒上,把它们带到水面,而与岩石等杂质分离开.
表面张力产生的一个重要现象是毛细现象.也就是说浸润液体在细管里
上升,不浸润液体在管里下降.我们可以很容易做一个小试验来观察这种现
象.把细玻璃管放入盛水的槽中,这时水很快从细玻璃管中上升,管中的水
平面比水槽中水平面还要高,管子越细,上升越高,并且管中水面是凹形的.
若水槽中放的是水银,情况则恰恰相反,管中液面低于水槽中水银的平面.
浸润液体为什么能在毛细管中上升呢?原来,浸润液体与毛细管内壁接
触时,引起液面凹形,而表面张力是沿着液面切向作用的,所以沿着管壁作
用的表面张力形成一个向上的合力,使得管内液体上升,直到表面张力的向
上拉引作用和管内升高的液柱重量相等为止.同样的道理,对不浸润液体,
毛细管壁的表面张力的合力方向向下,使管内液体下降.
我们平常所见到的用毛巾擦汗、粉笔吸干纸上墨水等现象都可用毛细现
象来说明,毛巾、棉花、粉笔、土壤等物体,内部有许多小细孔,起着毛细
管作用.在酒精中,用棉线作灯芯,可以使酒精沿灯芯上升;而若用丝线来
作灯芯,可能点不着酒精灯.这是因为酒精不能浸润丝线,在丝线灯芯中酒
精是下降的.
毛细现象对植物生长也具有很重要的意义,它们所需要的养分和水分就
是由根、叶子和茎中的小管从土壤中吸上来,输送到绿叶里的.这就象不停
止的抽水机,不知疲倦地把水分、养分送到植物的每一个细胞.另外,土壤
中有很多毛细管,地下的水分沿着这些毛细管上升到地面蒸发掉.如果要保
存地下的水分来供植物吸收,就应当锄松表面的土壤,切断这些毛细管,减
少水分的蒸发.所以农民常在雨后给庄稼松土,来保持水分.
利用毛细现象,人们还生产出各种钢笔、签字笔和彩色水笔.当用它们
在纸上书写时,纸马上显现出字迹来,这是我们平日所见惯了的,但却很少
有人想到,为什么写字的时候,墨水会源源不断地出来,而不写字的时候,
它就不跑出来?现在我们已经知道,这是依靠钢笔身上一系列毛细槽和笔尖
上的细缝,把笔胆内的墨水输送到笔尖;而签字笔和彩色水笔的笔尖是与一
根细长的管子相连,管内壁有吸满了墨水的棉卷,有的彩色水笔笔尖也是用
含多个毛细孔的材料做的.写字时,笔尖一碰到纸,墨水就附着在纸上,并
在纸上面留下字迹.
当不写字的时候,墨水为什么不流出呢?我们仍可做另一实验来解释.
把一块硬纸板盖在盛上水的玻璃杯上(杯内不必装满水),按住纸板,迅速
将杯子倒过来,并把手从硬纸板上移开.此时,发生一奇怪现象:硬纸板停
在原处,水仍留在杯内不流出来.难道一杯水的重量推不动一张纸吗?不是
的.这是由于大气压强与水的表面张力共同作用的结果.当把玻璃杯倒置后,
水柱有些下降,这就减小了杯内的气压,水柱顶部与底部之间的压力差克服
了水柱本身的重量而使杯内的水流不出来;水与纸片和水与玻璃之间的表面
张力也使纸板保持在原来的位置上.不写字的时候,笔内的墨水不流出来的
道理也是一样的.
表面张力的用途远不止以上所谈到的这些,在生物学、医学及微循环系
统中,它也有着广泛的应用;玩具制造厂也常利用它生产出各种有趣的玩具.
液体的表面张力
水银是原子构成的
水银的原子与原子之间会有引力
由于引力大所以成了好象球那样的咯
如果你把水银放到某些金属上,可能就会凹下去咯!正是这个原理--金属对水银的吸引力比水银对水银的吸引力大~~
液体的表面张力
这是浸润与不浸润的问题,如水银与玻璃不浸润,所以水银放在玻璃上呈球形(会因重力作用而呈椭球形)另:任何液滴在真空中都呈绝对球形(因其表面积最小)
一是表面张力
二是相同体积下球体的表面积最大 有最小的分子势能