大家知道嗎?物體是由大量分子或原子組成的,而分子間存在著相互作用的引力和斥力。那么,分子間的相互作用究竟表現(xiàn)為引力還是斥力呢?其實,這與分子間的距離有關(guān)。
對于某種物質(zhì),存在一個特定值,當組成這種物質(zhì)的分子之間的距離小于這個值時,分子間的相互作用表現(xiàn)為斥力,而當分子間距大于這個值時,分子間的相互作用表現(xiàn)為引力。比如,液體很難被壓縮,因為在被壓縮時,分子間的相互作用表現(xiàn)為斥力,千斤頂就是應用了此原理;固體很難被拉伸,則是分子間的相互作用表現(xiàn)為引力的結(jié)果。
在水的內(nèi)部,每個水分子都被其他水分子包圍,分子間的作用力是相互平衡的。而在水的表面,水分子會受到來自內(nèi)部水分子和空氣中分子共同的作用力,是不平衡的,從而導致水表面有自動縮小的趨勢,形成表面張力。更有趣的是,表面張力會讓表面的水分子產(chǎn)生向內(nèi)部聚攏的趨勢,就像在水面上蓋了一層有彈性的“膜”。這層“膜”能托起一定質(zhì)量的物體,讓密度比水大的物體也能浮在水面上,比如硬幣、針、金屬絲等。
我們可以找一些鎂鋁合金的1角硬幣(比較容易成功),再準備一根鐵絲;然后,將鐵絲的一端繞成一個環(huán),像勺子一樣托起硬幣(如圖1);把硬幣放在鐵環(huán)上,緩緩地放入水中(如圖2),并輕輕地將鐵環(huán)從水面下方抽離。如圖3所示,硬幣就被水“拖”在了水面上。仔細觀察,我們還會發(fā)現(xiàn)水面發(fā)生了形變,就像水的表面有一層彈性“膜”托著硬幣。
生活中的很多現(xiàn)象都與液體表面張力有關(guān),比如,蜘蛛網(wǎng)上懸掛著水珠,水黽可以在水面上行走等。水的表面張力是比較大的,因此,我們很難用純凈水吹出泡泡,但如果我們在水中加一些洗潔精、肥皂液或洗衣粉等,可以降低水的表面張力,很容易就能吹出泡泡了(如圖4)。
液體表面張力可不僅僅只是這里介紹的這么簡單,它在生活中有很多應用,有興趣的同學可以查閱資料了解一下哦!
(指導教師:張軍)