高中物理(二下)
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教用講義:Chap 9-4 液體的界面現象
 


Chap 9-4 液體的界面現象


一、分子力

1. 內聚力:同類分子間的吸引力稱為內聚力。

2. 附著力:異類分子間的吸引力稱為附著力。


二、表面張力

1. 定義:在液體表面,每單位長度所呈現的垂直拉力,T\, =\, \frac{F_\perp}{\ell}\;\; (N/m)

2. 物理意義:作用於液體表面,使表面積收縮至最小的力。

3. 表面張力的性質:
 (1) 隨液體的不同而異。
 (2) 表面張力隨溫度的增高而減小。
 (3) 液體中含有雜質時,表面張力會減小。
 (4) 表面張力能使液體的表面積收縮至最小。

3. 針浮在水面:\Sigma\, F\, =\, 0\quad \Rightarrow \quad W\, =\, 2\, (T\ell)

4. U 型框上的肥皂膜:\Sigma\, F\, =\, 0\quad \Rightarrow \quad W_1\, +\, W_2\, =\, 2\, (T\ell)

 (圖)

5. 圓形肥皂泡內外壓力差:
 對半圓球膜而言:\Sigma\, F\, =\, 0\quad \Rightarrow \quad P\, (\pi\, R^2)\, =\, P_0\, (\pi\, R^2)\, +\, (T\, \times\, 2\, \pi\, R)\, \times\, 2
 ∴ P\, -\, P_0\, =\, \frac{4T}{R}

 (圖)


三、毛細現象

1. 內聚力 > 附著力:
 (1) 液面下凹。
 (2) 接觸角 < 90°。
 (3) 因表面張力的分力向上,使液面向上升。

 (圖1)(圖2)

2. 內聚力 < 附著力:
 (1) 液面上凸。
 (2) 接觸角 > 90°。
 (3) 因表面張力的分力向下,使液面向下降。

3. 毛細管內外的液面差:h\, =\, \frac{2T\, \cos\, \theta}{\rho g\, r}

4. 平行玻璃板內外的液面差:h\, =\, \frac{2T\, \cos\, \theta}{\rho g\, d}

5. 不平行玻璃板內的液面呈雙曲線:y\, =\, \frac{2T\, \cos\, \theta}{\rho g\, \theta\, x}

 

0最後修改紀錄: 2004/06/16(Wed) 23:49:34


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