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bob1992a木虫 (小有名气)
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[求助]
试管中液体表面凸凹性的困惑
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表面张力，是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。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0，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，这种收缩力称为表面张力。（百度百科里抄过来的，有点长不要见怪哈~） 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。 我的问题来了：既然前面已经说过像水这种液体对玻璃是浸润的，液体表面会呈现凹状，其形成机理是什么？由原来的平面圆形到现在的球面的一部分，表面积并没有缩小，反而变大了不是么？？欢迎从受力的角度给与解释 希望有真正理解此问题的高手不吝赐教，用自己的语言回答，不要把那千篇一律的标准答案往上面帖了 ，那种帖子我都看了几十遍了，关键的东西还是没明白。 |
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【答案】应助回帖
夕阳西下: 有些问题只需要讨论它的大致规律就可以了，当然统一规律下不同物质蕴涵着不同的物理现象，但是这些现象相对于共同规律而言微乎其微，完全可以忽略。 2013-04-08 08:49:17
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世界上的事物本来就没有简单的，想用简单的描述来解释大部分的自然现象，往往有缺陷甚至是错误的。特别是那些在初中或小学里教的那些和水相关的所谓科学常识，错得不是一点点，余毒不轻。 那些从分子之间的引力（就是指你从百度抄录的那段）的角度来解释表面张力的解释，只能说是比较形象地打了个比方，而不是事实。分子是高速运动的，我们所看到的液体的表面是一个动态的分子运动的宏观结果。在这个界面上随时随地发生着成千上万对液体分子的蒸发和凝结的动态平衡过程。 根本不是像好些科普示意图中所画的，分子之间大家手拉着手，而处在液面上的分子，缺少了液面外的拉手，所以合力是向液体内部的云云。 这种类型的分子描述模型，同样的给液体的蒸发带来了不可弥补的误导。例如为什么加热可以加快水的蒸发速率云云，例如风可以从水面上刮走刚挥发出来的蒸汽分子云云，例如通过这里的表面张力的描述代入的吉布斯自由能液面上的蒸汽压强开尔文公式，得出液滴越小，饱和蒸汽压越高云云，就是一个典型的利用这种谬误的分子模型的延续。 我前面已经说了，这不是物理问题，你自己是搞化学的，应该多从化学的理论知识里去找答案，物理里的简单的但是并不真实、确切、正确的描述，只能让你越搞越糊涂。  其实是您的问题提得很好，点中了物理学一系列谬误中之一的要害。要得到更深刻或更简单的描述，也许是你的“诺贝尔”奖了。祝贺你！也祝贺我自己，因为对于开尔文公式，我一直有点纠结，恰恰被你点中了。 |
6楼2013-04-06 03:50:50
2楼2013-04-05 02:48:23
leongoall
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【答案】应助回帖
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感谢参与，应助指数 +1
华丽的飘过: 金币+4, 3q 2013-04-06 03:56:28
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华丽的飘过: 金币+4, 3q 2013-04-06 03:56:28
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楼主注意你问的两种情况下的一些不同点： 1. 在水中的水分子所受合力为零，表面的水分子所受吸引力的合力垂直于水面向下，因此会出现球面（边缘高于中心），这并不是指液面收缩，而相反应该是液面比最初的液面要大，可以理解为平衡态下，表面层的水分子为了平衡液体内部水分子的吸引力，需要增大与气体接触的表面积以增大气体分子对表面层的吸引力，此为平衡！ 2. 在玻璃表面（一般固体），仍然是平衡态，但这种情况下我觉得应该是固体表面对液滴内的水分子或水银分子的排斥力大于气体分子对水分子的排斥力，而不是上述的吸引力，使得液滴出现中心高于边缘的球面！ 个人理解，欢迎拍砖！ |
3楼2013-04-05 13:37:09
bob1992a
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4楼2013-04-05 21:46:41
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7楼2013-04-06 14:13:58
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8楼2013-04-07 12:25:32
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10楼2013-04-07 14:03:28
