合作客戶/
拜耳公司 |
同濟大學 |
聯合大學 |
美國保潔 |
美國強生 |
瑞士羅氏 |
相關新聞Info
-
> 單萜萜類驅油劑界麵張力、配伍性、降黏效果及破乳效果測試與篩選(二)
> 人從高處跳水會在水麵摔死嗎?這與水麵張力有何關係
> 基於表麵張力方法判斷物質(或材料)的親水性(一)
> 往複振動篩板塔強化低界麵張力萃取體係傳質效率(二)
> 流平劑作用原理、種類、應用性能及與表麵張力的關係
> 界麵張力儀評估氨基化氧化石墨烯-脂肪酸共吸附機製、應用潛力(四)
> 改性環氧樹脂乳液型碳纖維上漿劑製備、表麵張力、黏度等性能測試(一)
> 可視化實驗方法研究電場作用下液滴撞擊表麵的動態行為(四)
> 產低溫β-甘露聚糖酶的菌株O5提升低溫油藏壓裂液的破膠性能——實驗部分
> 表麵張力和接觸角的關係|寶玉石接觸角的測量結果和表麵張力計算方法(二)
表麵張力再思考
來源:李傳亮 瀏覽 1892 次 發布時間:2022-08-16
科學是思想的產物,對科學問題多思考一下沒壞處。表麵張力,也叫表麵自由能,教材上的解釋是,液體內部的分子受力平衡,而位於界麵上的分子受力不平衡,當把液體分子A從內部移動到界麵時需要做功,因此,界麵上的分子比內部的分子能量多,多餘的能量就是表麵自由能。
液體不能單獨存在,上麵還會有氣體,氣體分子對液體分子的吸引力小,液體分子對氣體分子的吸引力大。若把液體內部的分子A移動到界麵需要做功,那麽,把氣體內部的分子B移動到邊界也需要做功嗎?把界麵上的分子移動到液體內部就不需要做功嗎?
實際上,氣體分子的能量比液體分子高,液體變成氣體需要吸收能量,氣體變成液體需要釋放能量。根據下圖右側的能量曲線,界麵上的分子並沒有多餘的能量,隻是介於氣液能量之間,怎麽能說界麵上有多餘的能量呢?
界麵張力或表麵張力,從受力分析上可能更容易理解。鬆弛狀態下的界麵不受力,界麵張力為0,界麵受到拉伸時界麵張力增大。也就是說,界麵張力不是常數,而是一個變量,就像彈簧的受力狀態一樣。受力後分子間距增大,儲集了一部分彈性能。分子間的吸引力越大,界麵張力肯定也就越大。
在水中加入表麵活性劑為何會降低界麵張力?水分子屬於極性物質,靠氫鍵凝聚在一起。表麵活性劑為兩性分子,一端為極性端,另一端為非極性端。加入水中的表麵活性劑分子會聚集在界麵上定向排列,極性端伸入水中,非極性端伸入氣中。非極性端占據了一部分界麵麵積,致使界麵上分子間的吸引力減弱,從而降低了界麵張力。這種情況下界麵受到的拉伸作用不是很強,水驅油過程就是如此。
但是,當界麵受到強大的拉伸作用被拉成薄膜甚至是單分子層時,界麵上的分子排列方式也發生了變化,大分子順層排列,增強了界麵的強度,也提高了界麵張力的數值,就如同給水泥加了鋼筋一樣。這大概就是泡泡為何風吹不破的原因吧。





