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接觸角在潤(rùn)濕和不潤(rùn)濕間的關(guān)系體現(xiàn)

更新時(shí)間:2020-03-27      點(diǎn)擊次數(shù):4069
  潤(rùn)濕與不潤(rùn)濕現(xiàn)象是液體與固體接觸處的一種表面現(xiàn)象。潤(rùn)濕與不潤(rùn)濕取決于液體分子與固體分子問的相互作用力(稱為附著力)大于或小于液體分子間的相互作用力(稱為內(nèi)聚力)。分子問引力有一作用范圍,與固體接觸處的接觸面對(duì)液體分子的影響也有一定的范圍。設(shè)固、液分子間的引力有效作用距離為/,液、液分子問的引力有效作用距離為眾,則在液、固接觸處,厚度的較大者的一層液體中的分子受力情況將與內(nèi)部的液體分子受力情況有所不同,它們將受到接觸面的影響,這層液體我們稱之為附著層。
 
  實(shí)驗(yàn)表明,不同液體對(duì)不同固體潤(rùn)濕與不潤(rùn)濕的程度不同,為表明這種潤(rùn)濕或不潤(rùn)濕的程度,引入接觸角這個(gè)物理量。在液體與固體接觸處,作液體表面的切線與固體表面的切線,這兩條切線通過液體內(nèi)部所成的角度,稱為接觸角。
 
  當(dāng)液體潤(rùn)濕固體時(shí),液體與固體相接觸的附著層要擴(kuò)展,其接觸角為銳角。上圖表示潤(rùn)濕固體的液體裝在用這種固體材料做成的容器中接觸角角的情況,圖中表示潤(rùn)濕固體的液滴
 
  在固體平面上的接觸角的情況。由圖可見,接觸角口越小,液滴在固體平面上擴(kuò)展攤開的面積越大,液體潤(rùn)濕固體的程度越高,當(dāng)接觸角為零時(shí),液滴在固體平面上攤開成很薄的薄層,這時(shí)稱液體*潤(rùn)濕該種固體。
 
  當(dāng)液體不潤(rùn)濕固體時(shí),液體與固體相接觸的附著層要收縮減小,所以其接觸角為鈍角。圖中表示不潤(rùn)濕固體的液體裝在以這種固體材料為器壁的容器中接觸角的情況、圖為不
 
  潤(rùn)濕固體的液淌在固體平面上的接觸角。由因可見,接觸角口越大,液體越不潤(rùn)濕固體,當(dāng)接觸角小于零度時(shí),不潤(rùn)濕固體的液滴與固體平面相切,這種液體對(duì)這種固體*不潤(rùn)濕。
 
  固、液、氣接觸處形成的接觸角的大小,*由液體和固體本身的性質(zhì)所決定,一定的液體和一定的固體,其接觸角的數(shù)值是一定的,由于液體對(duì)固體的潤(rùn)濕與不潤(rùn)濕兩種情況,所以細(xì)管內(nèi)的液體自由表面也只能呈現(xiàn)出兩種彎曲面。
 
  潤(rùn)濕現(xiàn)象和潤(rùn)濕角
 
  手入水即濕,但涂油后入水就不濕了,干凈下班上有水倒掉后,玻璃是濕的,但玻璃上有汞倒掉后玻璃上無汞,這些現(xiàn)象都是經(jīng)常遇到的,要解釋這些現(xiàn)象必須弄清楚什么叫潤(rùn)濕和潤(rùn)濕角。潤(rùn)濕角也叫接觸角。
 
  1、液體對(duì)固體的潤(rùn)濕
 
  液體與固體接觸時(shí)液體能否潤(rùn)濕固體,從熱力學(xué)觀點(diǎn)看,就是恒溫恒壓下體系的表面自由焓是否降低,如果自由焓降低就能潤(rùn)濕,且降低越多潤(rùn)濕程度越好,在不斷的操作過程中,技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)潤(rùn)濕現(xiàn)象與接觸角有關(guān),而接觸角是可以通過測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)定的。
 
  2、接觸角與潤(rùn)濕的關(guān)系讓液體的固體表面形貌開成液體,如下圖所示,達(dá)到平衡時(shí),在氣、液、固三相接觸的交界點(diǎn)處,沿氣-液界面畫切線,稱此切線與固液界面之間的夾角為接觸角。
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