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小木虫论坛-学术科研互动平台» 网络生活区» 有奖问答 » 有奖问答中转子版 » 怎么证明气固表面张力的方向是三相接触点沿气固界面的方向（图中的水平向左方向）？
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liangduoqiang

铁虫 (正式写手)

[交流] 怎么证明气固表面张力的方向是三相接触点沿气固界面的方向（图中的水平向左方向）？

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1楼 2010-11-13 09:33:45
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寒雨人生

铁杆木虫 (知名作家)
★ ★
zzgyb(金币+2):楼主发帖24小时内恢复有奖！ 2010-11-29 17:11:51
引用回帖:
Originally posted by liangduoqiang at 2010-11-13 09:33:45:
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2楼2010-11-27 12:18:03
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liangduoqiang

铁虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by 寒雨人生 at 2010-11-26 16:18:03:



这个需要怎么证明呢？用统计热力学方法还是简单说明即可？
dG=-SdT+VdP+rdA+……
若组成、T、P均不变，则dG=rdA
任何体系在等温等压下都会向吉布斯自由能变小的方向进行的趋势，并最终达到稳定态，即吉布 ...

讨论这个问题时，首先注意分清表面张力的对象（是某个点的表面张力还是所有物质的表面张力），其次是趋势和受力方向的关系，最后是如何解释合力和表面张力的关系。

请重新解释。谢谢
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3楼2010-11-27 13:05:34
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寒雨人生

铁杆木虫 (知名作家)
★ ★
zzgyb(金币+2):楼主发帖24小时内恢复有奖！ 2010-11-29 17:14:21
引用回帖:
Originally posted by liangduoqiang at 2010-11-27 13:05:34:



讨论这个问题时，首先注意分清表面张力的对象（是某个点的表面张力还是所有物质的表面张力），其次是趋势和受力方向的关系，最后是如何解释合力和表面张力的关系。

请重新解释。谢谢

表面张力确实只能以一个极微小的表面为对象进行分析，如果仅仅取一点进行，则没有实际意义，因为表面张力是由于两相界面处的大约数（一般1~2层）层分子所受到两相内部分子范德华力的差异以及表面分子与表面分子之间的范德华力造成的（当然对于诸如离子晶体而言，其起主要作用的是静电引力，我们不妨称之为作用力就可以概括全部了），如果以一点为对象，也就说单独分析一个分子的受力，而不考虑其他分子是不行的。
可以这样理解，表面上的分子都有进入其所受引力更大的那一相的趋势，我们假设某个表面分子因为这种两个相对其引力的差异而进入到了该相中，那么表面肯定不会留下一个空位，而是由表面上剩下的分子在引力的作用下迅速将其填满。当然，我这里只是假设分子（或其他粒子）在表面和各相中具有流动性，可以自由移动和分布。但是对于固相而言，就不存在这种流动的可能，但是我们不能否认固相与其他相形成的相界面也存在这种“收缩”的趋势。
所以在图中，我们画出来的虽然是一点的受力情况，其实则是一个极微小的表面元的受力，这个表面元应该包含气、固、液三相。只有这个微小的表面元才有“收缩”的可能性，单独取一点则不具备该性质。
表面张力也就是由于表面存在“缩小”趋势而产生的一种二维力。
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4楼2010-11-27 22:55:51
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寒雨人生

铁杆木虫 (知名作家)
★ ★
zzgyb(金币+2):楼主发帖24小时内恢复有奖！ 2010-11-29 17:14:26
实际上这和固定一根橡皮条的两端然后拉橡皮条的中部有点类似，很明显橡皮条的张力的合力会和你的拉力方向相反。
表面张力差不多是一个道理，只不过橡皮条的张力是一种一维张力，表面张力是二维张力。橡皮条的张力的起因是你施加的外力，而表面张力则是表面分子受力不均匀产生的！
这样应该很容易理解为什么表面张力会和相应的表面相切而且还有一定的方向了吧！
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5楼2010-11-27 23:04:06
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寒雨人生

铁杆木虫 (知名作家)
★
zzgyb(金币+1):楼主发帖24小时内恢复有奖！ 2010-11-29 17:14:34
可能四楼的解释还是存在漏洞，但五楼的解释应该行得通。
我也正在复习物化，也遇到了很多类似的问题。
不过好多都想明白了。
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6楼2010-11-27 23:07:40
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liangduoqiang

铁虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by 潞庐脫锚脠脣脡煤 at 2010-11-27 03:07:40:
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7楼2010-11-28 13:42:22
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寒雨人生

铁杆木虫 (知名作家)
★
zzgyb(金币+1):楼主发帖24小时内恢复有奖！ 2010-11-29 17:14:40
liangduoqiang(金币+5, 博学EPI+1):thanks 2010-12-05 15:55:50
引用回帖:
Originally posted by liangduoqiang at 2010-11-28 13:42:22:





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8楼2010-11-29 12:07:55
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liangduoqiang

铁虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by 寒雨人生 at 2010-11-28 16:07:55:



表面张力就和你拉橡皮条中部时，橡皮条内部产生的张力是类似的。表面张力好像跟万有引力没多大关系吧？

万有引力不是吸引力不同造成的么？就这个图而言，按理说是垂直平表面的阿。
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9楼2010-11-29 15:29:10
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liangduoqiang

铁虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by 寒雨人生 at 2010-11-28 16:07:55:



表面张力就和你拉橡皮条中部时，橡皮条内部产生的张力是类似的。表面张力好像跟万有引力没多大关系吧？

这么说吧，如何判断小图中表面张力的方向？并证明之。谢谢
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10楼2010-11-29 15:34:13
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xj200920075

银虫 (正式写手)
学习！
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11楼2012-03-13 23:59:26
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