彎液面
彎液面是非平面的液體表面,可分為凹彎液面(concave meniscus)和凸彎液面(convex meniscus)兩種。
凹彎液面(concave meniscus)是指液體粒子和容器之間的黏附力比液體粒子之間的凝聚力還要大,因此液體靠近容器壁的部份會沿著壁面往上昇。像玻璃杯中的水就會有此情形。以水為基礎的流體(像是蜂蜜、牛奶)在玻璃杯或是其他容器中也會有此情形,流體會浸潤容器。
凸彎液面(convex meniscus)是指液體粒子之間的凝聚力大於和液體粒子和容器之間的黏附力[1],因此液體靠近容器壁的部份會沿著壁面往下降。像玻璃壓力計或玻璃溫度計中的汞就有此現象[1]。
接觸角和表面張力
表面科學中常用彎液面來量測接觸角和表面張力。在接觸角的量測中,會用數位相機進行光學量測彎液面。在表面張力量測中,測量探針的接觸角為零度,可以量測彎液面的質量來求得表面張力。一般常用威廉米懸片量測[2]。
毛細現象
彎液面是毛細現象的表現,表面對液體的黏附會使靠近壁面液體上昇,形成凹彎液面,或是液體的內在凝聚力使使靠近壁面液體下降,形成凸彎液面。此現象在植物的木質部中格外的重要。若將窄孔的管子(一般會稱為毛細管)置入液體中,液體浸潤管子(接觸角零度),在管子內的液體會形成凹彎液面,其本質上是有相同半徑r的球面。管子會受到往下的力,量值為2πrσ,其中σ是液體的表面張力[3]
參考資料
- ^ 1.0 1.1 Moore, John W.; Stanitski, Conrad L.; Jurs, Peter C. Chemistry: The Molecular Science . Belmont, CA: Brooks/Cole. 2005: 290.
- ^ Biolin Scientific. Surface and interfacial tension | White Paper. (原始內容存檔於2021-07-11).
- ^ Fluid Mechanics. Encyclopædia Britannica. [2014-11-14]. (原始內容存檔於2014-11-28).