不同温度水的表面张力

不同温度下水的表面张力

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水表面张力介绍

水表面张力介绍 表面张力 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，处于液体表面层的分子较为稀薄，其分子间距较大，液体分子之间的引力大于斥力，合力表现为平行于液体界面的引力。表面张力是物质的特性，其大小与温度和界面两相物质的性质有关。 1基本信息 多相体系中相之间存在着界面（interface）。习惯上人们仅将气-液，气-固界面称为表面(surface）。 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。将水分散成雾滴，即扩大其表面，有许多内部水分子移到表面，就必须克服这种力对体系做功——表面功。显然这样的分散体系便储存着较多的表面能(surface energy）。 2相关数据 在293K下水的表面张力系数为72.75×10-3N·m-1，乙醇为22.32×10-3N·m-1，正丁醇为24.6×10-3N·m-1，而水-正丁醇（4.1‰）的界面张力为34×10-3N·m-1。 表面张力的测值通常有多种方法，实验室及教科书中，通常采用的测试方法为最大气泡压法。由于其器材易得，操作方法相对易于学生理解表面张力的原理，因而长期以来是教学的必备方法。 作为表面张力测试仪器的测试方法，通常有白金板法（du Nouy method)\白金环法（Wilhelmy plate method)\悬滴法\滴体积法\最大气泡压法等。 3测定方法 (1)表面张力法。表面张力测定法适合于离子表面活性剂和非离子表面活性剂临界胶束浓度的测定，无机离子的存在也不影响测定结果。在表面活性剂浓度较低时，随着浓度的增加，溶液的表面张力急剧下降，当到达临界胶束浓度时，表面张力的下降则很缓慢或停止。以表面张力对表面活性剂浓度的对数作图，曲线转折点相对应的浓度即为CMC。如果在表面活性剂中或溶液中含有少量长链醇、高级胺、脂肪酸等高表面活性的极性有机物时，溶液的表面张力-浓度对数曲线上的转折可能变得不明显，但出现一个最低值(图2—15)。这也是用以鉴别表面活性剂纯度的方法之一。 (2)电导法。本法仅适合于表面活性较强的离子表面活性剂CMC的测定，以表面活性剂溶液电导率或摩尔电导率对浓度或浓度的平方根作图，曲线的转折点即CMC。溶液中若含有无机离子时，方法的灵敏度大大下降。 (3)光散射法。光线通过表面活性剂溶液时，如果溶液中有胶束粒子存在，则一部分光线将被胶束粒子所散射，因此测定散射光强度即浊度可反映溶液中表面活性剂胶束形成。以溶液浊度对表面活性剂浓度作图，在到达CMC时，浊度将急剧上升，因此曲线转折点即为CMC。利用光散射法还可测定胶束大小(水合直径)，推测其缔合数等。但测定时应注意环境的洁净，避免灰尘的污染。 (4)染料法。一些有机染料在被胶团增溶时。其吸收光谱与未增溶时发生明显改变，例如频那氰醇溶液为紫红色，被表面活性剂增溶后成为蓝色。所以只要在大于CMC的表面活性剂

水的表面张力

水的表面张力 表面张力是一种特殊的力，它是液体（纯净液体、溶液）性质的一种表现．从微观上看，表面张力是因液体麦面薄层（约10-9米，并非几何面）内分子间的相互作用，它不同于液体内部分子间的相互作用，从而使液体表面层具有一种特殊性质．表面张力是分子力的一种宏观表现，在内聚力的作用下，表面层液体分子的移动总是尽量地使表面积减小．在液体表面形成一层弹性薄膜，这样便出现了表面张力．表面张力起源于分子引力，从其作用效果来看，它属一种拉力． 液体表面具有收缩趋势的微观解释 从力的角度分析：由于液体表面层分子显著地受到液体内部分子引力的作用（这其间也存在着分子斥力，只是分子引力占了优势）．表面层外气体或其它液体分子的作用很小．于是，表面层内分子受力上、下不均，所以表面层分子仅受到了一指向液体内部的合引力，这一引力导致了表面层分子有向液体内部运动的趋势，宏观上便表现出液体表面具有自动收缩的趋势． 从能量的角度分析：由于液体表面层内出现了一个指向液体内部、自液面而下逐渐增强的分子引力场．液体分子由液体内部进入分子引力场，需要外力做功，其分子势能将增大（类似重力场中举起重物），而液体分子由表面进入液体内部，其势能会减小（类似重力场中下落物体）．因任何物体的势能总有减小的倾向，以便使其稳定（势能最小原理），所以表面层的分子总想进入液体内部以获得“安稳”，从而使表面层分子的总势能尽可能减小．这一趋势宏观上使表面积趋于减小，即液面具有自动收缩的趋势． 表面张力和分子引力联系的解释 众所周知，表面张力及其形成和分子引力有着密切的关系．那么，与液面共面相切的宏观力——表面张力，和垂直液面指向液体内部的微观力——分子引力合力，二者的联系如何理解？ 如前所述，液体表面层的分子因受到指向液体内部的拉力——分子引力的作用．表面层分子总要尽可能地向液体内部钻．这样一来，宏观上整个液面就会处在一种张紧的状态，表面上出现张力，即和液体表面共面且相切的表面张力．分子引力、表面张力的联系可用下面的事例说明类比：一直位于水平面上的小车，通过一个定滑轮在垂直向下的拉力作用下，该车上便会有一沿水平方向的力．分子引力和表面张力的关系是：前者为因，后者为果 表面张力和温度的关系 表面张力一般随温度升高而减小，因为温度升高，分子热运动加剧，液体分子之间距离增大．相互吸引力将减小，所以表面张力要相应地减小．到达临界温度（物质以液态形态出现

温度和压力对表面张力的影响

三、温度和压力对表面张力的影响 可以从两个方面解释温度对表面张力的影响。一是温度对液体分子间相互作用力的影响。随着温度升高，分子热运动加剧，动能增加，分子间引力减弱，从而使得液体分子由内部到表面所需的能量减少。二是温度变化对表面两侧的体相密度的影响。温度升高，与表面层相邻的两体相的密度差变小，故表面张力减少。此二因素在宏观上均表现为温度升高表面张力下降。表12-1列出一些纯液体在不同温度下的表面格力温度系数值。 表示液体表面张力与温度关系的经验公式是 (12-10) 其中T为绝对温度。γ。可视为绝对零度时的表面张力，是一与体系有关的经验常数。b也是一个随体系而变的常数，其值与液体的临界温度有关。由于在临界温度T c时，界面消失， 表面张力为零，因此代入（12-10）得 (12-11) 考虑到一般液体在低于临界温度时表面张力已变为零，Ramsay 和 Shields 建议改用下列经验公式： (12-12) 其中M为液体的摩尔质量，υ为比容，k为常数。 Van der Walls 从热力学角度改进了（12-11），得出 (12-13) 指数n一般为接近 1 的常数。液体金属的n为 1，有机物的n约为 1.21 。 另一类表面张力-温度关系表达式为多项式，

(12-14) 例如，Harkins 测定的水表面张力和力与温度关系被表示为 (12-15) 式中t为摄氏温度。此式的适用温度范围是 10－60℃。 由于表面张力与压力关系的实验研究不易进行，因此，压力对表面张力的影响问题要复杂得多。一般情况下，增加体系的压力，气体在液体表面上的吸附和在液体中溶解度增大，因此，表面张力下降。

水的表面张力

《水的表面张力》教学设计 河北师范大学化学学院 教学目标： 1.细致观察水的表面张力现象，并能设计实验研究水的表面张力。 2.作出科学预测并通过实验验证。 3.进一步训练科学观察、实验、记录等科学素养。 科学探究： 科学知识： 1.认识水的表面存在着一股收缩的力——表面张力，表面张力可以改变。 2.了解生活中水的表面张力现象。 情感态度、价值观： 1.培养学生细致观察、大胆预测、认真实验科学的习惯。 2.体验大自然的奥秘，进一步热爱科学探究活动。 教学准备： 1.收集水的表面张力材料。 2.分组材料：玻璃杯两个、玻璃球、硬币、大头针、小块滤纸、滴管、洗 洁精。 教学过程： 一、激趣导入 1.谈话：看到我们桌上的研究材料，聪明的同学一定能猜到我们今天的研究内容和水有关。说到水，相信同学们一定不陌生，那么你们知道水的哪些特点呢？还知道水有什么特点吗？（大家的科学知识真不少！） 今天的我们还要继续来研究水的一个新的特点。如果不借助船、木筏等工具，你们能在水面上悠闲自在的散步吗？对，肯定不行，只有在一些武侠片中，我们才能看到一些轻功高手在水面上疾驰如飞，不过这都是虚构的。但是在自然界中却有一些动物能在水面上悠闲自在的散步，你们见过吗？想不想来看一下？ 2.（出示：水黾等的图片。）水黾的本领大吧！看来它可是真正的轻功高手了。水黾怎么可以在水面上而不沉下去呢？想不想揭开其中的奥秘？。 二、认识水的表面张力现象 1.讲述：我们首先借助大头钉来研究。把大头钉丢在水里，会怎样？ （演示直接在杯中丢大头钉）讲述：真的沉下去了，很多金属做的物体丢在水里往往都会沉下去。但是及金老师却可以使金属做的大头钉待在水面上而不沉下去，你们相信吗？ 2.（出示：事先准备的钉漂在水面的杯子，并投影展示）一样的大头钉怎么能待在水面上而不沉下去的？你们想知道老师是怎么使大头钉待在水面上的吗？你们很想知道吧！可我现在不告诉你们！先请大家猜猜老师可能用了什么巧妙的方法？ （我没有在水里加盐） 给大家一点提示：注意观察这个杯子的底部有什么？(有纸)对，可以告诉大家的是老师确实是借助了这张后来沉到底部的小纸片才使大头钉待在了水面上的。那怎么做才能成功呢？ 3.讨论：小组同学可以讨论一下方法，但不要先试。（学生讨论） 汇报：说说你们的想法。

实验1.纯液体表面张力测定及温度对表面张力的影响

实验1 纯液体表面张力测定及温度对表面张力的影响 一、实验目的 1. 学习并掌握用吊环法测定纯液体表面张力的原理和方法； 2. 测定不同温度下纯液体的表面张力，讨论温度对纯液体表面张力的影响。 二、基本原理 液体中各分子间相互吸引，在液体内部，每个分子所受的各方面的力是一样的，即受力平衡，靠近表面的分子则不同，液体内部对它的吸引力大于外部（通常指空气）对它的引力，故表面分子受到向内的拉力，表面产生自动缩小的趋势。要扩大液体表面，即把一部分分子从内部移到表面上就必须对抗拉力而作功。在等温等压下增加单位表面积所需的功称表面自由能，单位为（N·m -1）。即沿着液体表面，垂直作用于单位长度上的紧缩力，定义为表面张力，用γ表示。 测表面张力的方法有很多种，有毛细管上升法，滴体积法，最大气泡压力法，吊环法等。 吊环法是将吊环浸入溶液中，然后缓缓将吊环拉出溶液，在快要离开溶液表面时，溶液在吊环的金属环上形成一层薄膜，随着吊环被拉出液面，溶液的表面张力将阻止吊环被拉出，当液膜破裂时，吊环的拉力将达到最大值。自动界面张力仪将记录这个最大值P。 液体表面张力与温度关系的研究虽已有一个世纪之久，但尚无准确的理论关系。已建立了一些经验关系，在一定范围内可代表实验结果，也可满意地用于内插之类的数据处理。最简单的经验公式是 γ = γ0(1-bT ) (1) 其中T 为绝对温度。γ0和b 为随体系而变的经验常数。由于在液体临界温度时气-液界面将不存在，这时表面张力应该为零，故γ –T 关系可用对比温度表示： ??? ???? ??=c 01T T γγ (2) 其中T c 为液体临界温度。 考虑到一般液体在低于临界温度时表面张力已变为零，Ramsay 和 Shieds 建议改用下列经验公式： ()(6c 3 2??=T T k M νγ) (3) 其中M 为分子量，υ为比容，k 为常数。 van der Waals 从热力学角度改进了式(2)，得出 n T T ?????????=c 01γγ (4) 常用多项式来代表表面张力随温度变化的实验结果，一般形式为

液体表面张力的测量预习报告

液体表面张力系数的测量实验 液体沿表面总是存在着使液面紧张且向液体内收缩的力称为表面张力。液体的许多现象，如毛细管现象、湿润现象、泡沫的形成等，都与表面张力有关。表面张力系数是液体表面的重要力学性质：对于不同种类的液体，其表面张力不同，而对于同一种液体，其表面张力系数随着温度及其所含杂志的改变而增大或减小。这些性质广泛应用于工业生产中，如浮法选矿、液体的传输技术、化工生产线的设计等等都要对液体的表面张力进行研究。 测定液体表面张力系数的方法很多。常用的有拉脱法和毛细管升高法。本次实验介绍用拉脱法测定液体表面张力系数。 一、实验目的 1．用砝码对硅压阻力敏传感器进行定标,计算该传感器的灵敏度,学习传感器的定标方法； 2．观察拉脱法测量表面张力的过程，并用物理学基本概念进行分析，加深对物理规律的认识； 3．测量纯水和其它液体（如：甘油）的表面张力系数。 二、实验仪器 实验仪器主要由液体表面张力系数测量实验仪主机以及实验装置以及镊子、砝码组成。应用电脑采集测量时需要壹根串口转USB 连接线、电脑和采集软件，仪器装置见下图。 三、实验原理 一个金属环固定在传感器上，将该环浸没于液体中，并渐渐拉起圆环，当它从液面拉脱瞬间传感器受到的拉力差值f 为 απ)(21D D f += （1） 式中： 1D 、2D 分别为圆环外径和内径，α为液体表面张力系数，g 为重力加速度，所以液体表面张力系数为：

)](/[21D D f +=πα （2） 实验中，液体表面张力可以由下式得到： B U U f /)(21-= （3） B 为力敏传感器灵敏度，单位V/N 。1U ,2U 分别为即将拉断水柱时数字电压表读数以及拉 断时数字电压表的读数。 四、实验步骤 1．连接硅压阻力敏传感器，并开机预热15～20分钟。测量吊环内外直径，然后清洗玻璃器皿（盛装待测液体）和吊环，给实验装置加水（注意加水量不可过多，可以参考装置外壁加水刻度线）； 2．将吊环挂在力敏传感器的钩上，将力敏传感器转至水容器外部，这样取放砝码比较方便。待吊环晃动较小时，对仪器进行调零，然后用镊子安放砝码对传感器进行定标，取放砝码时应尽量轻； 3．将待测液体倒入玻璃器皿后，再将盛有待测液体的玻璃器皿小心地放入空的塑料容器，并一起放入实验圆筒内；将力敏传感器转至容器内，并轻轻挂上吊环，可以轻触吊环，让其晃动 说明：之所以不将测量液体直接倒入塑料容器内进行测量，是防止某些待测液体与塑料容器发生化学反应而影响测量结果。 4．关闭橡皮球阀门，反复挤压橡皮球使装置内部液体液面上升，当吊环下沿部分均浸入待测液体中时，及时松开橡皮球的阀门，这时液面缓慢下降，观察环浸入液体中及从液体中拉起时的物理过程和现象。特别应注意吊环即将拉断液柱前一瞬间数字电压表读数值为U 1，拉断后数字电压表读数为U 2。记下这两个数值。 5.用计算机采集时，在环接触液面开始下降时点开始采集按钮，可以通过软件实时采集传感器输出电压值的变化过程，通过鼠标移动测量拉脱瞬间的电压值以及拉断后的电压值，计算测量液体的表面张力，并与手动测量的结果进行比较。 五、注意事项 1．实验前，吊环须严格处理干净：可用NaOH 溶液洗净油污或杂质后，用纯水冲洗干净，并用热吹风烘干；

小学科学《水的表面张力》优秀教案

《水面的秘密》教学实录 一、创设情境、激发兴趣 师：同学们，你们喜欢昆虫吗？你能说出它的名字和它的特点吗？ 学生自由交流，说出自己知道的一种昆虫的名字和它的特点来。 师：今天老师通过视频也带来了一种昆虫，请同学们看一看，这种昆虫有什么独特的地方。 教师播放水黾的视频，学生观看。 师：你看到了什么？ 生1：我看到一只小虫子在水面上跳来跳去。 生2：我看到一只小虫子站在水面上没有沉下去。 师课件展示一只水黾站在水面的图片：通过图片可以看出来，水黾站在水面上，水面被它的脚踩的凹下去了，水面去没有被踩破。水面到底有什么秘密呢？今天这节课咱们就一起来研究一下。（板书：水面的秘密） 二、活动体验，主动探究 师：在生活中，你仔细的观察过水面吗？水的表面是什么样子的？ 生1：水的表面是平的。 师：水的表面一直是平的吗？咱们通过两个实验来研究一下吧。 （一）探究活动一：瓶子吞针

（1）提出问题 师出示装满水的集气瓶，问：集气瓶内的水满了吗？ 生：满了。 师出示曲别针，问：装满水的瓶子还能放进曲别针吗？ 生1：不能，因为水已经满了，再放曲别针可能会溢出来。 生2：我觉得可以放，因为曲别针很小，但是不能放太多。 师：到底能不能放曲别针，能放几个曲别针呢？咱们先来预测一下吧。 （2）猜想假设 教师课件出示实验记录，要求学生完成实验记录的前两项：猜想可以放多少枚环形针，然后观察水面现在是什么样子的，在瓶口处画下来。 （3）制定方案 师：马上就要开始实验了，做实验的时侯有什么要注意的吗？ 生1：放曲别针的时侯要轻轻的放。

生2：不要把水弄的洒出来。 生3：要及时做好记录。 师：同学们说的很好，除了这些需要注意的事项外，老师还有几点建议。 教师课件出示注意事项： 1.操作员负责放环形针，记录员负责数数，观察员把头低下从侧面观察水面的变化。 2. 动作要轻，边放边数，水流出之前的数量为瓶子能吞下的最大数量。 3.做完实验的小组，要及时完成实验报告单，选好汇报员，并立即坐好。 （4）实验验证 学生分组实验，教师巡视，提醒学生别只顾放环形针，要低下头从侧面观察水面的变化。实验完成后填写实验记录表，选好汇报员。 （5）展示交流 师：下面开始汇报，汇报的时侯，按照实验记录的顺序进行汇报，先汇报你们小组以为能放多少枚曲别针，现在水面是什么样子的，通过实验放了多少枚曲别针，现在水面是什么样子的。 生1：我们以为能放5个曲别针，现在水面是平的，通过实验放了34枚曲别针，现在水面是凸起来的。 生2：刚开始我们以为能放3枚环形针，现在的水面是平静的，通过实验我们实际放了48枚曲别针，现在水面是鼓鼓的。

大班科学：水的表面张力

大班科学活动：水的表面张力 设计意图： 喜欢玩水是幼儿的天性，每次如厕或洗手时，都要趁机玩一下水。一次，我正准备去卫生间训斥一批玩水的幼儿时，发现四个小朋友围着水池全神贯注地看着什么。我批评的话语到了嘴边又收了回来，好奇地走过去，原来他们在观察：一枚回形针浮在水面上……带着这个不解之谜，我翻阅了资料，原来水的表面张力这么神奇…… 活动名称：神奇的水 活动目标： 1、通过观察与实验，探索发现水的表面张力。 2、关注与水的表面张力有关的科学现象，萌发好奇、好问的积极情感和态度。 活动准备：杯子、滴管、硬币、回形针若干、皱纹纸、抹布等。 活动重点：发现水面形状的变化，了解水的表面张力。 活动难点：会用语言和符号表述自己的实验猜测和观察到的现象。 活动过程： ●意图：猜谜引出活动内容 猜谜：看看没颜色，闻闻没气味，尝尝没味道，是透明的液体。 师：今天我们就一起来研究，来发现水到底有什么神奇的现象。 ●意图：通过实验，探索发现水的表面张力现象 幼儿实验探索发现现象 （一）幼儿玩回形针的实验 1、出示回形针，交代实验要求。 2、师幼共同玩回形针放在水里的实验。 小结：直接放在水里回形针会沉下去，而托在纸上放在水里，纸沉下去，回形针浮在水面上。水很神奇，它的表面能承受

轻微的压力，这就是表面张力。 （二）硬币放入水杯实验，帮助幼儿理解水的表面张力。 1、教师实验，幼儿观察。 2、交流、记录实验结果：你们发现了什么神奇的现象? 小结：在水没有流下来前，水面是鼓鼓的、向上的弧形，摇摇晃晃的；往乘满水的杯子里加硬币，水面会慢慢的高而水不 会流出来，因为水的表面张力就象人的皮肤一样，让水不 会流出来。 （三）探索硬币装水 1、出示硬币，这是什么?(硬币) 2、幼儿猜测：你们觉得这个硬币能装水吗?为什么？ 3、教师提出要求，幼儿进行硬币装水实验；教师巡视指导，引导 幼儿仔细观察硬币上水的现象。(水面成了什么形状、里面的 字有什么变化) 4、交流实验：你们是怎么做实验的，发现了什么神奇的现象? 小结：硬币上可以装很多的水，在水没有流下来前，水面也是鼓鼓的、向上弧形，摇摇晃晃的、还能把里面的字放大。 ●意图：在游戏活动中探索水的表面张力现象的原因 1、体验游戏：几位小朋友排成一个弧形队形，尽量保持身体不动，教师 推动其中的几位小朋友，发现了什么？（小朋友离开了队伍。）然后小朋友按原队形互相手挽手站好，教师再推动其中的几位小朋友，发现了什么？（这时小朋友不容易脱离队形。） 2、交流：在这个游戏中你们有没有发现硬币上的水微粒和杯子口上的 水微粒和我们大家手拉着手的时候什么地方一样？

水表面张力的测定

物理实验报告 实验名称：液体表面张力系数的测定学院：水利科学与工程学院 专业班级：水工1801 学号：201802979 学生姓名：周柱伟

实验成绩 实验预习题成绩： 1.什么是液体的表面？ 接触的表面存在一个薄层 2.液体表面的分子具有什么特点(表面张力产生的原因)？ 液体层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力。就象你要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势3.液体表面张力系数是怎么定义的？ 表面张力系数σ是在温度T和压力p不变的情况下吉布斯自由能G对面积S的偏导数 4.液体表面张力系数与哪些因素有关？ 表面张力系数与液体性质，温度，液体所含杂质，相邻物质的化学性质有关5.简述拉脱法测量液体表面张力系数的原理(用矩形金属薄片或金 属环时，表面张力系数的具体表达式)。 测量一个已知周长的金属圆环或者金属片从待测液体表面脱离时所需的拉力，从而求得该液体表面张力系数的方法称为拉脱法。 6.焦利氏秤和普通的弹簧秤有所不同？

焦利氏秤实际上是一个特殊结构的弹簧秤，是用来测量铅直方向微小力的仪器之一。 一般的弹簧秤，弹簧的上端固定不动，在弹簧下端挂重物时，弹簧则伸长，物体重量可由指针所指示的标尺直接标出。而焦利氏秤上的弹簧是挂在可以上下移动的有刻度的管子上的，管外面套有外管，外管上有游标，旋转旋钮即可使管上下移动。 7.“三线对齐”是那三线？为什么要这样做？ 指标镜上的刻线，玻璃管上的刻线和玻璃管上刻线在镜中的像 水的表面张力近似为液膜破裂瞬间的拉力,保持“三线对齐”是为了能够使水膜破裂瞬间近似“三线对齐”,从而得到水膜破裂时精确的拉力。使能准确测出该拉力大小减少实验误差 8.焦利氏秤测定液体的表面张力有什么优点？ 测定表面张力F’，用普通的弹簧是很难迅速测出液膜即将破裂时的 F 的，应用焦利氏秤则克服了这一困难，可以方便地测量表面张力F’，并且焦利氏秤的劲度系数较小，有游标卡尺式的读数尺，故测量精度高。 9.千分尺是否存在系统误差如何判断？如何调零？ 千分尺使用前，使移动测砧与固定测砧接触，观察微分筒上的棱边是否与固 定套筒上的零刻线重合，如果不重合即存在系统误差。当套筒上零刻线位于微分筒0～5方向上时即为正值，计算时需要减去其绝对值，相反方向即为负值，需要加上其绝对值。 10.比较逐差法与图解法处理实验数据的不同点。 在对某些函数关系并不明确的物理量进行测量时,常用作图法.数据点是离散的,

水的表面张力

《观察水的表面张力》教学设计 河北师范大学化学学院 教学目标：1.知道水有表面张力。准备的材料有：一元硬币、滴管、纸杯、玻璃球、水。 将一元硬币平放在桌面上，让学生猜测究竟能撑多少滴水 小心的用滴管并记录下滴的数量 想不到吧，滴了44滴。硬币上的水才溢了出来。一元硬币上可以容纳43滴水。观察硬币上的水，你可以发现，硬币上的水象个小山包，里面好像有什么力量把水滴聚集在一起，这就是水的表面张力啦。从水漕里取出一本水，看看这一本水还能再加东西吗？向里面慢慢放玻璃球，可以放多少呢？让我们小心地试试看，直到加到第10个玻璃球，水才溢出去。现在，玻璃球已经装满半杯了，真不可思议。由此可见，水分子之间的间隙并不是我们想象那样，密不可分， 科学探究：科学知识：1.认识水的表面存在着一股收缩的力——表面张力，表

面张力可以改变。2.了解生活中水的表面张力现象。情感态度、价值 观：1.培养学生细致观察、大胆预测、认真实验科学的习惯。2.体验大自然的奥秘，进一步热爱科学探究活动。教学准备：1.收集水的表面张力材料。2.分组材料：玻璃杯两个、玻璃球、硬币、大头针、小块滤纸、滴管、洗洁精。教学过程：一、激趣导入1.谈话：看到我们桌上的研究材料，聪明的同学一定能猜到我们今天的研究内容和水有关。说到水，相信同学们一定不陌生，那么你们知道水的哪些特点呢？还知道水有什么特点吗？（大家的科学知识真不少！）今天的我们还要继续来研究水的一个新的特点。如果不借助船、木筏等工具，你们能在水面上悠闲自在的散步吗？对，肯定不行，只有在一些武侠片中，我们才能看到一些轻功高手在水面上疾驰如飞，不过这都是虚构的。但是在自然界中却有一些动物能在水面上悠闲自在的散步，你们见过吗？想不想来看一下？2.（出示：水黾等的图片。）水黾的本领大吧！看来它可是真正的轻功高手了。水黾怎

液滴尺寸与表面张力

第29卷第5期2014年10月 大学化学 UNIVERSITY CHEMISTRY Vol.29No.5 Oct.2014　 液滴尺寸与表面张力 刘引烽*　房嫄　赵凯凯　李琛骏　杨小瑞　周海堤　王宇翔　朱逸莉　徐华根 (上海大学材料科学与工程学院高分子材料系　上海200444) 摘要　液体的滴数问题是化学实验等实际工作中经常遇到的界面问题三液滴体积与液体的表面张力有关,因此一定体积的液体所具有的液滴数也与表面张力有关三但若仅考虑表面张力的影响而忽视密度的作用,则有可能得出不正确的结论三本文从一道考题入手,讨论了表面张力二密度等因素对液滴大小的影响,对考题答案进行了分析三 关键词　界面化学　液滴大小　表面张力　密度 液体的滴数问题是界面化学在化学实验等实际工作中经常遇到的问题三一滴液滴的大小与液体的表面张力有关,因此一定体积的液体所具有的液滴数也与表面张力有关三学生在课程学习和复习迎考时,往往会从各种复习资料中搜集试题来加以练习和巩固三我们注意到,关于胶体化学或界面化学课程,常有关于滴数的考题三有些参考试题及其解答是正确的,有些则有误三本文通过对一个考题的分析来辨析一些基本概念三 在某大学物理化学考试试卷中有以下一道考题:在同一条件下,用同一滴管分别滴下同体积的3种液体 水二硫酸水溶液二丁醇水溶液,则它们的滴数为( )三 A.一样多 B.水的最多,丁醇水溶液最少 C.硫酸水溶液最多,丁醇水溶液最少 D.丁醇水溶液最多,硫酸水溶液最少 资料中给出的答案是D,其原因分析是:因为硫酸溶液表面张力最大,可以托住的液滴质量最大,所以滴数最少;丁醇表面张力最小,可以托住的液滴质量最小,所以滴数最多三 这道考题能结合实际当然很好,但它的结论是正确的吗?我们将在下面进行分析三 表面张力与液滴大小密切相关三在表面张力的测定方法中,有一种就是采用滴重法来进行的三根据滴重法测定液体表面张力原理(Tate定律),对于表面张力为γ二半径为r二质量为m的液滴,应满足以下关系: 2πrγ=mg 但由于液滴滴落时并非完美的球形,而是会被拉长成椭球并产生一定的液柱,部分液柱会残留于毛细管底部并不下落,因此,该式在应用时需要进行校正三校正后的方程应该是: 2πrγf=mg 式中f是校正因子三于是,Tate方程可以写成: r=mg2πγf(1) 对于不同的物质,每一滴的质量并不一样,它与液滴体积(V)和密度(ρ)有关,因此: *通讯联系人,E?mail:liuyf@https://www.wendangku.net/doc/2d6041308.html,

水的表面张力

水的表面张力【摘要】：. 水随处可见，是一种很平常的物质，但是如果深入研究，却会发现它有许多奇妙的地方。认识水的表面存在着一股收缩的力——表面张力，表面张力可以改变。细致观察水的表面张力现象，并能设计实验研究水的表面张力。作出科学预测并通过实验验证。了解生活中水的表面张力现象。【关键词】：表面张力洗涤剂曲别针【正文快照】：水随处可见，是一种很平常的物质，但是如果深入研究，却会发现它有许多奇妙的地方。认识水的表面存在着一股收缩的力——表面张力，表面张力可以改变。细致观察水的表面张力现象，并能设计实验研究水的表面张力。作出科学预测并通过实验验证。了解生活中水的表面张力现象。1,设计实验实验目的:了解水的表面张力,知道液体的表面张力在生活中的应用.实验器材:曲别针一枚,玻璃杯一个,洗涤剂(如洗洁精、洗衣粉),清水.2.实验操作(1)将准备好的玻璃杯中装满水.(2)向装满水的玻璃杯中加入一枚曲别针,放在平静的水面，我们发现针是浮着的。（3）然后拿起洗涤剂，往水里一挤，曲别针就沉下去了。这是因为水分子紧紧地结合在一起，产生了表面张力，把曲别针给“撑”了起来。上述实验中，由于加入了洗清液，这种有机化合物降低了清水表面的张力。所以，原本浮在水上的曲别针下沉了。那么什么是表面张力呢。下面，我们来解释一下这个概念。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。通过实验我们发现水有表面张力，表面张力是水表面的一个重要性质，而洗精液等有机化合物会破坏水的表面张力。我们发现水的表面张力还可以解释生活中的一些现象，如水滴在荷叶上会形成水珠，水黾可以在水面上滑行，刚洗净的苹果上挂着的水珠、水龙头上蠢蠢欲滴的水滴等。

温度和压力对表面张力的影响教学资料

温度和压力对表面张 力的影响

三、温度和压力对表面张力的影响 可以从两个方面解释温度对表面张力的影响。一是温度对液体分子间相互作用力的影响。随着温度升高，分子热运动加剧，动能增加，分子间引力减弱，从而使得液体分子由内部到表面所需的能量减少。二是温度变化对表面两侧的体相密度的影响。温度升高，与表面层相邻的两体相的密度差变小，故表面张力减少。此二因素在宏观上均表现为温度升高表面张力下降。表12-1列出一些纯 液体在不同温度下的表面格力温度系数值。 表示液体表面张力与温度关系的经验公式是 尸亦1-旳）（12-10） 其中T为绝对温度。Y。可视为绝对零度时的表面张力，是一与体系有关的经验常 数。b也是一个随体系而变的常数，其值与液体的临界温度有关。由于在 臼=￡昴声0） 临界温度T c时，界面消失，表面张力为零，因此△代入（12- 10）得 r=/o 1J 考虑到一般液体在低于临界温度时表面张力已变为零, 议改用下列经验公式： 1 =k{T^-T-6) 其中M为液体的摩尔质量，u 为比容，k为常数 Van der Walls 从热力学角度改进了（12-11），得出 (12-11) Ramsay 和Shields 建 (12-12) (12-13)

指数n —般为接近1的常数。液体金属的n为1，有机物的n约为1.21 。 另一类表面张力-温度关系表达式为多项式， 厂二氏 + +dr3 +cT3(12-14) 例如，Harkins测定的水表面张力和力与温度关系被表示为 Y = 75.796-0.145t-0,00024-z-1(12-15)式中t为摄氏温度。此式的适用温度范围是10 —60C 由于表面张力与压力关系的实 验研究不易进行，因此，压力对表面张力的影响问题要复杂得多。一般情况下，增加体系的压力，气体在液体表面上的吸附和在液体中溶解度增大，因此，表面张力下降。

表面张力知识

基本概念 一、粘度 液体在流动时，在其分子间产生内摩擦的性质，称为液体的黏性，粘性的大小用黏度表示，粘度又分为动力黏度与运动黏度度。 1.黏度简介 将流动着的液体看作许多相互平行移动的液层, 各层速度不同,形成速度梯度(dv/dx),这是流动的基本特征.(见图) 由于速度梯度的存在,流动较慢的液层阻滞较快液层的流动,因此.液体产生运动阻力.为使液层维持一定的速度梯度运动,必须对液层施加一个与阻力相反的反向力. 在单位液层面积上施加的这种力,称为切应力τ(N/m2).切变速率(D) D=d v /d x (S-1) 切应力与切变速率是表征体系流变性质的两个基本参数牛顿以图4-1的模式来定义流体的粘度。两不同平面但平行的流体，拥有相同的面积”A”，相隔距离”dx”，且以不同流速”V1”和”V2”往相同方向流动，牛顿假设保持此不同流速的力量正比于流体的相对速度或速度梯度，即：τ= ηdv/dx =ηD（牛顿公式）其中η与材料性质有关，我们称为“粘度”。 2.黏度定义 将两块面积为1m2的板浸于液体中,两板距离为1米,若加1N的切应力,使两板之间的相对速率为1m/s,则此液体的粘度为1Pa.s。牛顿流体：符合牛顿公式的流体。粘度只与温度有关，与切变速率无关，τ与D为正比关系。非牛顿流体：不符合牛顿公式τ/D=f（D），以ηa表示一定（τ/D）下的粘度，称表观粘度。 又称黏性系数、剪切粘度或动力粘度。流体的一种物理属性，用以衡量流体的粘性，对于牛顿流体，可用牛顿粘性定律定义之： 式中μ为流体的黏度；τyx为剪切应力；ux为速度分量；x、y 为坐标轴；dux/dy为剪切应变率。流体的粘度μ与其密度ρ的比值称为运动粘度，以v表示。 粘度随温度的不同而有显著变化，但通常随压力的不同发生的变化较小。液体粘度随着温度升高而减小，气体粘度则随温度升高而增大。对于溶液，常用相对粘度μr表示溶液粘度μ和溶剂粘度μ之比，即：相对粘度与浓度C的关系可表示为： μr＝1＋【μ】C＋K′【μ】C＋… 式中【μ】为溶液的特性粘度， K′为系数。【μ】、K′均与浓度无关。 不同流体的粘度差别很大。在压强为101.325kPa、温度为20℃的条件下，空气、水和甘油的动力粘度和运动粘度为： 空气μ＝17.9×10Pa〃s，v＝14.8×10m/s 水μ＝1.01×10Pa〃s，v＝1.01×10m/s 甘油μ＝1.499Pa〃s，v＝1.19×10m/s 由于粘度的作用，使物体在流体中运动时受到摩擦阻力和压差阻力，造成机械能的损耗（见流动阻力）。 各种流体的粘度数据，主要由实验测得。常用的粘度计有毛细管

大班科学：水的表面张力

大班科学：水的表面张力 大班科学：水的表面张力 【活动目标】 1、情感目标：培养幼儿关注与水的表面张力有关的科学现象，萌发幼儿好奇、好问、反思的积极情感和态度。 2、认知目标：幼儿通过观察了解及动手实验，探索发现水的表面张力。 3、能力目标：培养幼儿良好的操作习惯，发展幼儿的观察能力和思维能力。 【活动准备】 1、环境布置：教室四周放四个大塑料盆，供幼儿做回形针的实验。四张桌子，分别放不同的实验材料。电视，影碟机。 2、材料准备：纸船、爽身粉、洗手液、硬币、回形针、托盘、水（供幼儿做水的表面张力的实验）。 3、资源准备：制作课件（往一次性塑料杯里加硬币和在水面上托硬币的实验，五幅有关水的表面张力的图片）。

【活动过程】 一、玩一玩，说一说。幼儿玩回形针的实验，探索发现水的表面张力。 1、出示回形针，交待实验要求。 如果把回形针放在水里会怎样？如果把回形针托在皱纹纸上放在水里又会怎样？ 2、师幼共同玩回形针放在水里的实验。 小结：直接放在水里回形针会沉下去，托在卫生纸上放在水里，纸沉下去，回形针浮在水面上。水很神奇，它的表面能承受轻微的压力，这就是表面张力。 二、看一看，想一想。看课件：往乘满水的杯子里加硬币，水面会慢慢的高而水不会流出来，因为水的表面张力就象人的皮肤一样，让水不会流出来。帮助幼儿理解水的表面张力。 三、试一试，找一找。幼儿通过实验继续感知水的表面张力。 1、介绍四组实验材料：第一组有纸船、吸管、眼药水的空瓶、沐浴露，你们可以大胆的尝试，让纸船在水里动起来。第二组有爽身粉，洒些爽身粉在托盘里，用眼药水的空瓶吸一点洗发水，滴在爽身粉上，观察爽身粉的变化。第三组有回形针、缝衣服的针、纸，你们

大班科学：水的表面张力.doc

大班科学：水的表面张力 【活动目标】1、情感目标：培养幼儿关注与水的表面张力有关的科学现象，萌发幼儿好奇、好问、反思的积极情感和态度。2、认知目标：幼儿通过观察了解及动手实验，探索发现水的表面张力。3、能力目标：培养幼儿良好的操作习惯，发展幼儿的观察能力和思维能力。【活动准备】1、环境布置：教室四周放四个大塑料盆，供幼儿做回形针的实验。四张桌子，分别放不同的实验材料。电视，影碟机。2、材料准备：纸船、爽身粉、洗手液、硬币、回形针、托盘、水（供幼儿做水的表面张力的实验）。3、资源准备：制作课件（往一次性塑料杯里加硬币和在水面上托硬币的实验，五幅有关水的表面张力的图片）。【活动过程】一、玩一玩，说一说。幼儿玩回形针的实验，探索发现水的表面张力。1、出示回形针，交待实验要求。如果把回形针放在水里会怎样？如果把回形针托在皱纹纸上放在水里又会怎样？2、师幼共同玩回形针放在水里的实验。小结：直接放在水里回形针会沉下去，托在卫生纸上放在水里，纸沉下去，回形针浮在水面上。水很神奇，它的表面能承受轻微的压力，这就是表面张力。二、看一看，想一想。看课件：往乘满水的杯子里加硬币，水面会慢慢的高而水不会流出来，因为水的表面张力就象人的皮肤一样，让水不会流出来。帮助幼儿理解水的表面张力。三、试一试，

找一找。幼儿通过实验继续感知水的表面张力。1、介绍四组实验材料：第一组有纸船、吸管、眼药水的空瓶、沐浴露，你们可以大胆的尝试，让纸船在水里动起来。第二组有爽身粉，洒些爽身粉在托盘里，用眼药水的空瓶吸一点洗发水，滴在爽身粉上，观察爽身粉的变化。第三组有回形针、缝衣服的针、纸，你们想办法让它们浮在水面上。第四组有塑料杯、硬币、水，你们可以加硬币在杯子里，观察水面的变化，也可以试试把硬币放在水面上。你们可以自由选择一组去做实验。2、教师巡回指导并参与游戏，着重指导爽身粉的那一组。3、幼儿互相交流谈论做实验的情况。四、看课件：欣赏有关水的表面张力的图片，巩固对表面张力的理解。我们的身边有许多有关水的表面张力的现象，平只要你仔细观察，多想想，多问问，你就会发现许多的奥秘。【反思与分析】这是一个很有趣、选材新颖的活动，它通过几个有趣的实验，使幼儿直观地了解发现了“水的表面张力”这一科学奥秘。幼儿在实验中，是专心的、自主地、兴奋的。当初在选材是我还在担心：幼儿能否理解？这几个实验会不会难了？经过反复的试教，实验用的材料改了很多次，最终有了现在这篇活动案例。我有以下几点心得体会：1、巧用收集的废旧物品。在实验中，幼儿当滴管用的就是我收集的各种空的眼药水瓶，既安全又好用；装爽身粉的小瓶子，是我收集的小药瓶，在瓶盖上扎几个小洞，幼儿用起来得心应手。2、准备工作一定要充分。我拍了几组水的实验录像，又制成光盘，

液体表面张力

液体表面张力 Ⅰ定义凡作用于液体表面，使液体表面积缩小的力，称为液体表面张力。它产 生的原因是液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力。就象你要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势；也像有无数张手紧紧握在一起似的。正是因为这种张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如。 Ⅱ影响因素 内因:无机液体的表面张力比有机液体的表面张力大的多; 水的表面张力72.8mN/m(20℃); 有机液体的表面张力都小于水; 含氮、氧等元素的有机液体的表面张力较大; 含F、Si的液体表面张力最小; 分子量大表面张力大; 水溶液:如果含有无机盐，表面张力比水大;含有有机物，表面张力比水小。 外因:温度升高表面张力减小; 压力和表面张力没有关系。 注:液体(0度以上时)表面张力最弱的是酒精。 Ⅲ测定方法 液体表面张力的测定方法分静力学法和动力学法。静力学法有毛细管上升法、du Noüy 环法、Wilhelmy 盘法、旋滴法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压力法;动力学法有震荡射流法、毛细管波法。其中毛细管上升法和最大气泡压力法不能用来测液- 液界面张力。Wilhelmy 盘法, 最大气泡压力法, 震荡射流法, 毛细管波法可以用来测定动态表面张力。由于动力学法本身较复杂, 测试精度不高, 而先前的数据采集与处理手段都不够先进, 致使此类测定方法成功应用的实例很少。因此, 迄今为止, 实际生产中多采用静力学测定方法。 1.毛细管上升法 测定原理:

将一支毛细管插入液体中, 液体将沿毛细管上升, 升到一定高度后, 毛细管内外液体将达到平衡状态, 液体就不再上升了。此时, 液面对液体所施加的向上的拉力与液体向下的力相等。则表面张力 :γ=ρghr/(2cosθ) 式中γ为表面张力, r 为毛细管的半径, h 为毛细管中液面上升的高度, ρ为测量液体的密度, g 为当地的重力加速度, θ为液体与管壁的接触角。 2.Wilhelmy 盘法 用铂片、云母片或显微镜盖玻片挂在扭力天平或链式天平上, 测定当片的底边平行面刚好接触液面时的压力, 由此得表面张力, 公式为: 式中,W 总为薄片与液面拉脱时的最大拉力,W片为薄片的重力, l 为薄片的宽度, 薄片与液体的接触的周长近似为2l, φ为薄片与液体的接触角 3.悬滴法 悬滴法是根据在水平面上自然形成的液滴形状计算表面张力。在一定平面上, 液滴形状与液体表面张力和密度有直接关系。由Laplace公式, 描述在任意的一点 P 曲面内外压差为: 式中R1, R2 为液滴的主曲率半径; z 为以液滴顶点O 为原点, 液滴表面上P 的垂直坐标; P0 为顶点O 处的静压力。 定义:S= ds/de 式中de 为悬滴的最大直径, ds 为离顶点距离为de 处悬滴截面的直径 式中 b 为液滴顶点O 处的曲率半径。此式最早是由Andreas, Hauser 和Tucker[15]提出, 若相对应与悬滴的S 值得到的1/H 为已知, 即可求出表( 界) 面张力。应用Bashforth-Adams 法, 即可算出作为S 的函数的1/H 值。因为可采用定期摄影或测量ds/de 数值随时间的变化, 悬滴法可方便地用于测定表( 界) 面张力。 4.滴体积法 当一滴液体从毛细管滴头滴下时, 液滴的重力与液滴的表面张力以及滴头的大小有关。Tate首先提出了表示液滴重力(mg) 的简单关系式:mg=2πrγ,实验结果表明, 实际体积比按式( 7) 式计算的体积小得多。因此Harkins 就引入了校正因子, 则更精确的表面张力可以表示为:其中m 为液滴的质量, V 为液滴体积, f 为校正因子, 可查表得到[16, 23]。只要测出数滴液体的体积, 利用( 13) 式就可计算出该液体的表面张力。 5.最大气泡压力法

水的表面张力

水的表面张力 【摘要】：.水随处可见，是一种很平常的物质，但是如果深入研究，却会发现它有许多奇妙的地方。认识水的表面存在着一股收缩的力——表面张力，表面张力可以改变。细致观察水的表面张力现象，并能设计实验研究水的表面张力。作出科学预测并通过实验验证。了解生活中水的表面张力现象。 【关键词】：表面张力洗涤剂曲别针 【正文快照】：水随处可见，是一种很平常的物质，但是如果深入研究，却会发现它有许多奇妙的地方。认识水的表面存在着一股收缩的力——表面张力，表面张力可以改变。细致观察水的表面张力现象，并能设计实验研究水的表面张力。作出科学预测并通过实验验证。了解生活中水的表面张力现象。 1,设计实验实验目的:了解水的表面张力,知道液体的表面张力在生活中的应用.实验器材:曲别针一枚,玻璃杯一个,洗涤剂(如洗洁精、洗衣粉),清水.2.实验操作(1)将准备好的玻璃杯中装满水.(2)向装满水的玻璃杯中加入一枚曲别针,放在平 静的水面，我们发现针是浮着的。（3）然后拿起洗涤剂，往水里一挤，曲别针就沉下去了。 这是因为水分子紧紧地结合在一起，产生了表面张力，把曲别针给“撑”了起来。上述实验中，由于加入了洗清液，这种有机化合物降低了清水表面的张力。所以，原本浮在水上的曲别针下沉了。 那么什么是表面张力呢。下面，我们来解释一下这个概念。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。 通过实验我们发现水有表面张力，表面张力是水表面的一个重要性质，而洗精液等有机化合物会破坏水的表面张力。我们发现水的表面张力还可以解释生活中的一些现象，如水滴在荷叶上会形成水珠，水黾可以在水面上滑行，刚洗净的苹果上挂着的水珠、水龙头上蠢蠢欲滴的水滴等。