摘要：在大学实验课中对液体表面张力系数进行了测定，对液体表面张力有了一定的了解, 知道它是由于表面层液体分子受力情况不同于液体内部，使得液体表面具有一种不同于液体 内部的特殊性质。即液体内部相邻液体间的相互作用表现为压力，而液体表面相邻液面间的 作用则表现为张力。由于这种力的存在，引起弯曲液面内外岀现压强差，以及常见的毛细现 象、润湿和成泡等现象。工业生产中使用的浮选技术，动植物体内的液体运动，土壤中水的 运动等都是液体表面张力的表现。这些都是我们日常生活中常见的现象，在我们对液体表面 张力有了一定了解后，就能对这些现象进行解释，甚至还能去应用它，并且我们还能在科学 领域对它进行更深入的探究，发明出一些能更好的帮助人类的新发明。
关键字：液体表面张力 生活科学 应用 拓展
%1.液体表面张力在生活上的应用和科学研究中的重要地位
因为对液体表面张力进行了研究，我们知道它是由液体表面张力系数决定的，液体表面 张力系数与液体的性质、杂质情况、温度等有关，经过研究发现，一般来说，易挥发的液体 表面
张力系数值越小，有的杂质能使液体表面张力系数减小。这些发现都被应用于日常生活 营工业生产中。比如，在水面上撒一些滑石粉末，再用玻璃棒沾一点肥皂水滴到水上面，可 看到粉末很快向四周移开，这表明滴入肥皂水处的表面张力比纯水处的小。因此，就研究出 了表面活性剂，即能够使表面张力系数减小的物质。如皂类、洗涤剂、湿展剂和乳化剂等。 这些表面活性剂在生活中有着很大的应用和作用。
%1.我们生活中的一些液体表面张力现象及其对它的解释生活中最常见纳米技术
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 接近於球形；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.在纸伞上 涂油漆做成雨伞，这些是液体的润湿与不润湿现象。牙膏能清洁口腔和能吹出很大的肥皂泡, 这些又是因为利用了表面润滑剂的效果。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於杯，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.下面介绍几个我们生活中常见的液体表面张力的例子：
1.下过雨后，树叶，草上的小水珠都近似于球形，水银落地时会形成圆球。这都是因 为其近似球形的小滴是具有很强的表面张力和与普通表面的弱润湿作用引起的。表 面张力是因液体表层分子间相互作用不同于液体内部，从而使表面具有一种特殊性 质的结果。水银滴内部分子受到各个方向上分子的作用，因此作用于分子上的力的 合力为零。但液体表面的分子受到的合力不为零，表现为一种收缩拉紧的趋势。润 湿现象也是分子受力的表现。当液体与固体接触时，形成一个液体薄层叫附着层。 其中的分子一方面受液体内部分子的作用，另一方面受固体分子的作用，根据二者 的性质表现为润湿或不润湿。如水银对许多固体都是不润湿的，既表现为没有“亲 和力”，又对金属锌表面是润湿的。因此水银小滴对一般表面不润湿，加之较强的 表面张力，使得水银表面不可能扩展开来而是形成近似球形的状态，以保持能量最 低状态。
2.牙膏的清洁口腔作用，这是因为牙膏白沫一旦落在水面上，便会立即向四周散开， 可见水的表面张力比牙膏液的表面张力大。人们就是利用这个道理来帮助清洁口腔 的。刷牙前，先用清水漱漱口，再用牙膏刷牙，这时牙膏液便能在水的表面张力作 用下充斥整个口腔，去除口臭和污物就比较彻底了。同样，肥皂、洗衣粉及洗涤剂 等，它们的水溶液的表面张力比清水小得多，洗衣时先把衣物用水浸湿，再把衣物 放入肥皂液等溶液中，溶液就
充斥到衣服的各个空隙中去，除污去垢洁净衣物。
3.毛笔、自来水笔上的墨水不会滴下来，这是毛细现象。这是因为浸润液体与毛细管 内壁接触时，毛细管的水与管壁的接触角小于90度，就表示水与管壁的附着力较 水分子间的内聚力大，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，由于附着力与表 面张力的相互作用，一垂直毛细管端的液地会被吸住，并和重力达到平衡，这就是 自来水笔和毛笔上的墨水不会低下的原因。
4.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.
%1.液体表面张力现象在科学上的应用进行列举介绍及解释
对液体表面张力的研究还在继续，它在科学研究领域占有重要地位。它不仅仅只是作为 一
个物理学方面的课题在被研究，在生物学、化学、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。下面介绍几个例子：
1.毛细现象在生物学中就有着广泛的应用，研究发现植物的根、茎对水分的吸收，以 及，植物的蒸腾作用都与着毛细现象有着密不可分的联系。毛细现象对植物生长具 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。这 些都是液体表面张力在其他科学领域的研究成果。
2.液体表面张力系数的研究在化学领域也有着广泛的应用，比如因为对液体表面张力 系数进行了研究，就发现它与无知本身的性质、温度及它所含杂质情况有关，从而, 想到了一些能改变液体表面张力系数大小的化学物质。我们最常见的就是一些表面 活性剂，比如我们最常见的皂类、洗涤剂等就是，还有一些比较复杂的，需经过一 些化学处理得来的，可应用于大量生产的表面活性剂，如硫酸化物、磺酸化物、 脂肪酸甘油酯、聚山梨酯等。这些表面活性剂的大量需求又导致了洗涤剂工 业的产生，
3.因为了解了有表面张力的存在，所以就有人有了研究出一种测量这种力的仪器的想 法，因此就有的表面张力仪的产生。而且，这个仪器至今还处在不断地被改进与研 究当中，并且它不仅仅只是被应用于测量表面张力系数，还被应用于其他行业中， 比如电镀业。
4.先前，我们只知毛细管现象的压差是由毛细管的半径或液体的内聚力与附著力来決 定，它們都是已经固定的数值。如今可经由施加电压來改变表面张力，进而控制压 差，这个结果对于控制微流道的液体流动有很大的意义，不需依赖笨拙或复杂的机 械原理。另一个有趣的应用是液滴接触角可随施加电压而改变。未加电压时，较大 的表面张力产生较大接触角，使液滴呈球形。施加电压时，因表面张力的減小，接 触角也随着降低，致使液滴可润湿基板。纳米表面的空隙不容易润湿，清洁时会产 生死角，化学反应时也会使有效表面积減少，电润湿可以解決这种困境。液态镜头
(liquid lens)是近年发展岀來电润湿的具体应用。
5.表面张力系数在医学上也有一定的研究与应用。比如它是目前预防和急性呼吸 窘迫综合症实验研究的基本测量数据之一。
%1.结束语
我们发现液体表面张力及其系数的测定对我们的生活是有着不可忽视的作用的。它的发 现和之后对它的不断研究给我们人类带来了巨大的收获。我们在日常生活中能观察到许多与 表面张力有关的有趣现象，再没发现表面张力之前，我们不能对这些现象给予很好的解释。 后来我们发现了它，并对它进行了深入的研究，因此我们才能对这些有趣的现象进行解释， 才发现了其中的奥妙。也正是因为这些研究才是我们现在的生活变得更加便利。现在对于他 的研究还没停止，并且，还在进一步拓展。它已不仅仅是作为物理领域的课题在被研究，他 已拓展到了生物学、化工学、医学等科学领域。而且，它还被应用在了一些工业生产领域当 中。所以，对表面张力的研究给我们人类带来的利益现在是无法估计的。最后，我希望我们 对表面张力的研究及应用能有更进一步的突破，给我们带来更多的惊喜。
参考文献
1.大学普通物理实验讲义
2.高等学校教材《热学教程》
3.《科学发展》2007年3月，411期 柯贤文 台湾科技大学
4.朱光发，闵军，张国清等，肺表面活性物质防治急性呼吸窘迫症的实验研究【3】 《中
华急诊医》，2003年12月
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