弯液面
弯液面是非平面的液体表面,可分为凹弯液面(concave meniscus)和凸弯液面(convex meniscus)两种。
凹弯液面(concave meniscus)是指液体粒子和容器之间的黏附力比液体粒子之间的凝聚力还要大,因此液体靠近容器壁的部分会沿着壁面往上升。像玻璃杯中的水就会有此情形。以水为基础的流体(像是蜂蜜、牛奶)在玻璃杯或是其他容器中也会有此情形,流体会浸润容器。
凸弯液面(convex meniscus)是指液体粒子之间的凝聚力大于和液体粒子和容器之间的黏附力[1],因此液体靠近容器壁的部分会沿着壁面往下降。像玻璃压力计或玻璃温度计中的汞就有此现象[1]。
接触角和表面张力
表面科学中常用弯液面来量测接触角和表面张力。在接触角的量测中,会用数码相机进行光学量测弯液面。在表面张力量测中,测量探针的接触角为零度,可以量测弯液面的质量来求得表面张力。一般常用威廉米悬片量测[2]。
毛细现象
弯液面是毛细现象的表现,表面对液体的黏附会使靠近壁面液体上升,形成凹弯液面,或是液体的内在凝聚力使使靠近壁面液体下降,形成凸弯液面。此现象在植物的木质部中格外的重要。若将窄孔的管子(一般会称为毛细管)置入液体中,液体浸润管子(接触角零度),在管子内的液体会形成凹弯液面,其本质上是有相同半径r的球面。管子会受到往下的力,量值为2πrσ,其中σ是液体的表面张力[3]
参考资料
- ^ 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. (原始内容存档于2021-07-11).
- ^ Fluid Mechanics. Encyclopædia Britannica. [2014-11-14]. (原始内容存档于2014-11-28).