高中物理选修3-3浸润与不浸润问题教学内容.doc

浸润与不浸润现象

    表面张力决定了液体和固体接触时，会出现两种现象：不浸润和浸润现象。
    水银掉到玻璃上，是呈现出球形，也就是说，水银与玻璃的接触面具有收缩趋势，这种现象为不浸润。而水滴掉到玻璃上，是慢慢地沿玻璃散开，接触面有扩大趋势，这种现象为浸润。水银虽然不能浸润玻璃，但是用稀硫酸把锌板擦干净后，再在板上滴上水银，我们将会看到，水银慢慢地沿锌板散开，而不再呈球形。所以说，同一种液体能够浸润某些固体，而不能浸润另一些固体。水银能浸润锌，而不能浸润玻璃；水能浸润玻璃，而不能浸润石蜡。

浸润和不浸润两种现象，决定了液体与固体器壁接触处形成两种不同形状：凹形和凸形。 
    现在我们就明白了我们实验中硬币不沉没的原因了，它实际上利用了水具有很大的表面张力的性质和不浸润现象。如果我们事先把硬币表面涂上一层油，硬币就可以轻易放在水面上而不会沉没。在工程技术和日常生活中，人们经常利用水不溶解油这一特性。像在纸伞上涂油漆做成雨伞；给金属器材涂机油，防止因水引起生锈；甚至在选矿方法中，也用到水不浸润涂了油的物体的性质。浮选矿法就是把砸碎的矿石放到池中，池里放上水和只浸润有用矿物的油，使它们涂上薄薄一层油，再向池中输送空气，这样气泡就附在有用矿物粒上，把它们带到水面，而与岩石等杂质分离开。 
     表面张力产生的一个重要现象是毛细现象也就是说浸润液体在细管里上升，不浸润液体在管里下降。我们可以很容易做一个小试验来观察这种现象。把细玻璃管放入盛水的槽中，这时水很快从细玻璃管中上升，管中的水平面比水槽中水平面还要高，管子越细，上升越高，并且管中水面是凹形的。若水槽中放的是水银，情况则恰恰相反，管中液面低于水槽中水银的平面。 
     浸润液体与毛细管内壁接触时，引起液面凹形，而表面张力是沿着液面切向作用的，所以沿着管壁作用的表面张力形成一个向上的合力，使得管内液体上升，直到表面张力的向上拉引作用和管内升高的液柱重量相等为止。同样的道理，对不浸润液体，毛细管壁的表面张力的合力方向向下，使管内液体下降。 
    我们平常所见到的用毛巾擦汗、粉笔吸干纸上墨水等现象都可用毛细现象来说明，毛巾、棉花、粉笔、土壤等物体，内部有许多小细孔，起着毛细管作用.在酒精中，用棉线作灯芯，可以使酒精沿灯芯上升；而若用丝线来作灯芯，可能点不着酒精灯。这是因为酒精不能浸润丝线，在丝线灯芯中酒精是下降的。