【種花家務(wù)·物理】2-5-06表面張力系數(shù)跟溫度的關(guān)系『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』
?【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』,此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會(huì)”于1963-1966年陸續(xù)出版,并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材,本系列叢書共包含17本,層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平,其最大特點(diǎn)就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個(gè)世紀(jì)前的教材,很多概念已經(jīng)與如今迥異,因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實(shí)的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我寫的注解。
【山話嵓語】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實(shí)還有新版,即80年代的改開版,改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容,直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版,首先是因?yàn)?677版保留了很多古早知識,讓我終于搞明白了和老工程師交流時(shí)遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計(jì)算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極小,即使出版社再版也只會(huì)再版80年代改開版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯(cuò)的自學(xué)教材,不該被埋沒在故紙堆中,是故才打算利用業(yè)余時(shí)間,將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。
第五章液體的性質(zhì)
【山話||? 本系列專欄中的力單位達(dá)因等于10??牛頓;功的單位爾格等于10??焦耳;熱量的單位卡路里等于4.186焦耳。另外這套老教材中的力的單位常用公斤,如今是不允許的,力是不能使用公斤為單位的?!?
§5-6表面張力系數(shù)跟溫度的關(guān)系
【01】前面已經(jīng)提到,液體的表面張力系數(shù)跟溫度有關(guān),這可以用同§5-5相似的實(shí)驗(yàn)來證實(shí)。
【02】在盤中水面上撒一層粉筆灰,然后把一個(gè)灼熱的金屬物體(棒或小球)跟液面某處相接觸,使該處的水面受熱而溫度升高。這時(shí),我們會(huì)看到,粉末從灼熱物體向四周散開。這表明,溫度高的水的表面張力系數(shù)要比溫度低的水的表面張力系數(shù)小一些。也就是說,水的表面張力系數(shù)隨溫度的升高而減小。對于一切液體來說,這一結(jié)論也是同樣正確的。
【03】表5·2列出了水在不同溫度時(shí)的表面張力系數(shù)值。

【04】為什么所有液體的表面張力系數(shù)都毫無例外地隨著溫度的升高而減小呢?如果我們對表面張力產(chǎn)生的原因有清楚的認(rèn)識,就不難理解這一點(diǎn)。下面我們就來分析一下。
【05】我們已經(jīng)知道,表面張力是液體表面層收縮趨勢的表現(xiàn);表面層收縮的趨勢越大,液體的表面張力系數(shù)也就越大,而液體表面層的收縮趨勢是由表面層中分子的特殊受力情況所決定的。表面層中的分子,一方面受到液體內(nèi)部分子的吸引,另一方面又受到氣體分子和蒸汽分子(在第七章中將要學(xué)到,跟液體相鄰的氣體中含有這種液體的蒸汽)的吸引。由于后一種作用比前一種小,因而表面層中的分子有被拉進(jìn)液體內(nèi)部的趨勢,結(jié)果就引起了液面的收縮。當(dāng)溫度升高時(shí),液體的密度減少而蒸汽的密度增加,因而表面層中分子所受兩方面分子引力的差值減少,表面張力也就隨之減少。基于上述原因,一切液體的表面張力系數(shù)都隨溫度的升高而減小,并且隨溫度的降低而變大。
習(xí)題5-6
1、根據(jù)表5·2 的數(shù)據(jù),作出水的表面張力系數(shù)隨溫度而改變的關(guān)系圖線(以 σ 為縱坐標(biāo),t 為橫坐標(biāo))。并從圖線上求出水在 10°C、30°C、50℃、80°C 時(shí)的表面張力系數(shù)。由圖中可以看出,水的表面張力系數(shù)隨溫度的升高而減小的規(guī)律為:σ=σ?(1-bt),b 是液體表面張力系數(shù)的溫度系數(shù)。按表5·2 的數(shù)據(jù)求出水的 b 值。[提示:從圖線中求出的表面張力系數(shù)如下]【b≈0.0018】

2、從§5·5例3的滴管中滴出同一種液體的液滴,問它是在溫度高時(shí)重呢還是在溫度低時(shí)重?
3、同樣質(zhì)量的水由同一個(gè)滴管滴出,當(dāng)水溫為8°C 時(shí)得到 40 滴,而水溫升到 80℃ 時(shí)得到 48 滴。如果認(rèn)為水的密度不變,問在這兩種溫度下,水的表面張力系數(shù)的比值為多少?【80°C 時(shí)的 σ 為8°C 時(shí)?σ 的】