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lucyliu1991新虫 (初入文坛)
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表面张力与润湿角的关系
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我有很多关于表面张力的问题，很难单独罗列清楚。因此我把书上关于表面张力和润湿角关系的推导罗列下来，用咖啡色笔标注了我的问题。希望总结的推导对大家有帮助，也希望有人能来讨论一下我提出的问题。谢谢大家。    |
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4楼2014-12-21 12:54:12
uvwxmc
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赞学习认真。 分子间引力，比分子自身重力大得多，讨论分子间力的时候不考虑重力，就像讨论化学键能的时候不考虑重力一样。 互溶性对分子极性的相似性依赖大，不直接对应表面能差异。（这一条不很确定） ‘不润湿是自发趋势’这个陈述等价于‘液体/固体倾向于凝集’，如果不凝集就分散成气体了，那样就不存在液体/固体了。 真空中，理论上不存在液体和固体，因为低于蒸汽压时液体就蒸发，固体就挥发。实际上在液体表面附近蒸汽分子可能扩散速度不是特别快，所以真空中的液体是‘正在蒸发中’的液体，不是稳定存在；液体表面附近不是真空，而是一定密度的蒸汽，不存在真正的‘真空-液体’界面。 气体分子，就是倾向于彼此分离的分子，你敢给我空间，我就敢无限扩散（只要扩散导致的温度降低还不到凝集的程度），所以气体是没有表面张力的，或者说气体表面张力是‘负’的，这个和气体有对外压强对应。既然存在气体，就说明有其他力约束着气体，通常是气压（气体的重力）或者容器（容器壁对气体的压力），在气体-固体界面上，压力只能垂直于表面，平行于表面无法施加压力，但是可以施加引力，所以固体可以感受到气体的表面张力，正的，虽然极小；气体也能感受的固体的表面张力，也称为吸附，固体表面气体密度将会增大，甚至表面覆一层气体分子。其他两种界面也类似。但是气体和气体就不存在这种界面了，它们会立即渗透对方。 所以三种界面的表面张力概念是成立的。 表面张力是内力，另外一侧如果存在分子的话算外援，没有外援（真空）也OK，所以真空不影响润湿。 |
2楼2014-12-21 12:33:51
uvwxmc
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3楼2014-12-21 12:43:16
lucyliu1991
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非常谢谢您及时的回复。 您提到了蒸汽压，我就想到大气压。另外，我也想了一下关于液体互溶性的问题，了解了一下在液滴下面那部分固液表面的相互作用力。 我想是否可以这样考虑：  从水滴在洁净的玻璃表面完全铺展可以看出，水分子的氢氧键和玻璃表面的硅氧键之间的相互作用，会战胜水的表面张力，其作用效果相当于一个平行于接触面的拉力f,如图。不同液体和固体之间的力f不同，平衡态下都是达到表面张力（沿三相点切线方向）、大气压力P（垂直于表面张力方向）和固液界面相互作用力f 的三力平衡。同一大气压强下，润湿和不润湿现象（即润湿角的大小）主要取决于表面张力和界面相互作用力f 的大小。 您觉得这样解释合适么？ |
5楼2014-12-22 20:53:35