毛细管作用并不仅仅在水中存在,在油相、有机溶剂和生物液体中均有存在。毛细作用在许多自然、工业和商业过程中起着重要的作用。自然界中的例子有水从树根被输送到树梢,以及水在含水层的移动。工业和商业中的例子包括是由提取和横向流家庭诊断测试。在日常生活中,使用吸水性厨房纸巾有效地清洁液体溢出是基于毛细作用的。
1、当自由能变化为负时,毛细作用是自发的
毛细作用是表面自由能的最小化引起的。杨氏方程描述的接触角和表面(界面)自由能的关系如下:
其中γlv、γsv和γsl分别是气液界面、气固界面和液固界面的自由能。
当一部分毛细管被润湿,气固接触接触的表面积(△A)降低,同时产生了相同面积的固液接触区域,而自由能的改变(△E)则与上述相关:
将自由能的改变与接触角联系起来,则使用杨氏方程可得到下述表述:
对于亲水表面来讲,接触角<90°这意味着浸润毛细管的自由能变化为负,即发生自发填补。
2、毛细作用可用毛细压力来理解
毛细作用也可用毛细压力来理解。在所有弯曲的液体界面都存在一个压强差,叫做拉普拉斯压强,它是由界面上液体分子间的不平衡力引起的。对于具有圆形截面(半径为r)的孔隙,毛细管压力为:
由此可见,接触角越小(孔隙越亲水),毛细压力越大,毛细作用越强。孔隙越小,毛细作用越强。因此,在特征尺寸远远大于1mm的宏观系统中,毛细填充作用并不是主要因素。表面张力对毛细压力的影响更为复杂:一方面,毛细压力与表面张力成正比;另一方面,高表面张力的液体通常也具有高接触角,这也降低了毛细压力。需要强调的是,理解上述毛细作用的两种方法(自由能变化或毛细压力)是对同一物理现象的两种描述,而非两种不同的现象。
有了上述提到的信息,就可以根据液体的尺寸、接触角和表面张力来预测液体在应用中的行为,如横向流动医学诊断测试。这种测SY于分析血液或者尿液样本,这些样本的表面张力低于水,但仍很高。因此,在这种测试中使用的材料必须是非常亲水的,可以依靠毛细管填充,例如玻璃、亲水纸或亲水聚合物。另一方面,在液体运输的应用中,如乙醇(对聚合物的接触角要小得多),即使是天生疏水性的聚合物也在具体应用中被使用。
KRÜSS于1796年诞生于德国汉堡,是表面科学仪器领域的全 球领导品牌。先后研发了世界上第 一台商用全自动表面
表面张力分为静态(平衡)表面张力和动态表面张力(dynamic surface tension, DST)。静态表
表面张力仪快速、可靠的质量控制模式。设定测量参数后可以准确测量并显示表面张力值。能够独立设定测量范围、测试数
BMC车灯反射镜的表面张力值是多少?使用达因笔测量张力值可以购买多少达因范围内的达因笔? BMC反射镜有
一个正方形的薄片,从水上拉起来需要的力怎么算?比如长方形的边为10cm的话,表面张力是多少??? 要求出
液体表面张力的本质是什么? 液体表面张力的本质: 液体跟气体接触的表面存在一个薄层,叫做表面层,表面层里
百度百科中定义 ‘表面张力的方向和液面相切,并和两部分的分界线垂直,如果液面是平面,表面张力就在这个平面
1。说清是哪些方面+关系如何?『比如:和观察者尾巴长度有关+尾巴越长,表面张力越大』 2。特别请说下,水面
测量出接触角后,如何由接触角计算表面张力? 毛细现象与表面张力系数 毛细现象中液体上升、下降高度。h的正
1.表面张力不是垂直于液面向下的吗?为什么平液面的表面张力平行于液面?又表面张力的作用是让液面表面积变小的