正文 第三章 液體的表麵現象(3 / 3)

在母體內胎兒的肺泡為粘液所覆蓋,附加壓強使肺泡完全閉合。臨產時肺泡壁分泌表麵活性物質,以降低粘液的表麵張力係數。但產後的新生兒仍要以大聲啼哭的“劇烈”動作去克服肺泡的表麵張力,以開始生命的第一次呼吸。

第四節液體和固體接觸處的現象

一、潤濕現象

液體與固體接觸處,常可以看到兩種不同的現象。把水滴在幹淨的玻璃板上,水會沿板麵展開,我們說水能潤濕玻璃,把水銀滴在玻璃板上,水銀將收縮成球形,而且可以在玻璃板上滾動,我們說水銀不潤濕玻璃。

潤濕或不潤濕,是由幹液體分子與固體分子之間的相互引力。

三、毛細現象

管徑很小的管子叫做毛細管。將毛細管插人液體內,管內外液麵會產生高度差。如果液體能潤濕管壁,那麼管內液麵會升高;如果液體不能潤濕管壁,那麼管內液麵會降低。這一現象叫做毛細現象。

下麵我們來研究潤濕液體在毛細管中液麵上升下降的規律。液體在毛細管中的液麵是彎曲的,常稱為彎月麵。潤濕液體在管內的彎月麵是凹的,當毛細管截麵為圓形時,彎月麵可近似地看作是球麵的一部分。由此可知,它的附加壓強是負大於或小於液體分子之間的引力稱為內聚力而引起的。在液體和固體接觸處,厚度等於分子作用半徑的薄層液體叫做附著層。與表麵層類似,層內的分子作用球隻有一部分在液體中,另一部分在固體中,因此受力不對稱。當附著力小於內聚力時,附著層內的液體分子將受到指向液體內部的引力,這種力使附著層有縮小的趨勢,這就是液體不能潤濕固體。反之,當附著力大於內聚力時,附著層內的液體分子將受到指向固體的力,液體分子在附著層內比在液體內具有較小的勢能,於是液體分子要盡量擠人附著層,使附著層有擴展的趨勢,這就是液體能夠潤濕固體。

潤濕與不潤濕取決於液體和固體的性質。同一種液體,能夠潤濕某些固體的表麵,也可以不潤濕另一些固體的表麵。例如,水銀不能潤濕玻璃,卻能潤濕幹淨的鋅、銅或鐵;水能潤濕玻璃,但不能潤濕石蠟。

二、接觸角

將液體盛在容器中,器壁附近的液麵往往形成彎曲的形狀。如果液體能夠潤濕固體,那麼液麵就在接近器壁處向上彎曲。如果液體不能潤濕固體,那麼液麵就在接近器壁處向下彎曲。一滴液體在固體表麵上,液麵一般也是彎曲的。在液體和固體接觸處,液體表麵的切麵和固體表麵所成的角在液體內部,從液麵的切麵計算起)稱為接觸角。對於能潤濕固體的液體,接觸角是銳角,對於不能潤濕固體的液體,接觸角是鈍角的情況,稱為完全潤濕;時的情況,稱為完全不潤濕。水、酒精對玻璃的接觸角幾乎為零,水銀對玻璃的接觸角約為140度。上式表明,毛細管中液麵上升的高度與表麵張力係數成正比,與毛細管內徑成反比,管徑越細,液麵上升就越高液體不能潤濕管壁。

毛細現象在日常生活及生命活動過程中都有重要意義。在植物對水分和營養的輸運以及動物的血液在毛細血管中的流動等過程中,毛細現象都起著重要的作用。毛細現象在醫療事業中也有很多應用生產藥棉時,需將棉花進行脫脂處理,脫脂的目的就在於使它變成能為水所潤濕,以便吸取藥水或創麵上的汙液。手術縫線事先要經過處理。因為線中的縫隙在縫合傷口後會成為皮膚內外的通道,經處理後.由於它變得不潤濕而封閉了這些縫隙,因而可杜絕細菌的感染。

四、氣體栓塞

氣泡進人血管時,對血液流動會造成顯著的阻力,一連串的氣泡,可以將血管完全堵塞,使管內血液停止流動,這種現象叫做氣體栓塞。