几个常见现象中蕴含的表面物理化学知识作者：黄建花来源：《科教导刊》2011年第33期
摘 要 提高物理化学课堂教学的趣味性可以激发学生的学习兴趣和求知欲望，有利于调动学生的主动性和积极性，达到激发学生思维、培养学生能力的教学目的，从而提高物理化学的教学质量和效果。本文以表面物理化学知识点教学为例对此进行探讨。
关键词 物理化学 表面与界面 课堂教学
中图分类号：O4文献标识码：A
日常生活中，我们对见到的一些现象可能已经习以为常，认为它们理应如此，但是为什么会这样，就没有过多地去想了。例如，下过雨后，我们见到树叶上、草上的小水珠都接近于球形；如果不小心打碎了体温计后，里面的水银掉到桌上、地上也呈球形。毛巾下端浸水后，使得整条毛巾变湿。另外中学课堂经常表演一个小魔术：先准备一杯水，然后小心地把一枚针水平放置在水面上，结果发现针浮在水面上而不沉于杯底，并且在针下面的水面上形成一个凹面。所有这些现象其实都与表面张力有关。事实上，自然界中的许多现象都与表界面的特殊性质有关。本文将选取几个日常生活中的常见现象，参考天津大学物理化学教研室编写的《物理化学》教材，应用表界面物理化学的基本原理，对表面的特殊性质进行分析和讨论。
实例一：吹胀的肥皂泡成球形，不再吹时会变小；自来水管口滴下的水滴、室外的露珠皆呈圆球形。
自然界中的物质一般以固、液、气三种相态存在。不同相态相互接触即产生界面，常见界面有气—液、液—液、气—固、固—液和固—固等。习惯常将气—液、气—固界面叫做液体表面和固体表面。
图1 液体的表面层分子与内部分子受力情况示意图
以气-液体系为例，液体的表面层分子与内部分子所处的环境不同，如图1所示。在液体内部的任一分子，均处于同类分子的包围中，因此平均来看，体相内部的分子所受四周邻近相同分子的作用力是对称的，各个方向的力彼此抵销。但是处于表面层的分子，由于气相密度比体相低，液面上方蒸气分子对表面层分子的吸引力远远小于液体内部分子对它的吸引力，使得表面层分子恒受到指向液体内部的拉力，因而液体表面就如同一层绷紧了的弹性膜。这种引起液体表面收缩的单位长度的力，我们称为表面张力 ，单位N.m-1。它的方向和液面相切，并和两部分的分界线垂直。如果是水平液面，表面张力就在这个平面上，如图2所示。假设用细钢丝制成一个框架，其一边是可自由活动的金属丝（无摩擦）。将此金属丝固定后使框架蘸上一层肥皂泡。若放松金属丝，由于表面张力的作用，肥皂膜会自动收缩以减小表面积。因此要使膜维持不变，就需要在金属丝上施加一相反的力F = 2 l（注意膜有正、反两面）。
本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/2bc17ced182e453610661ed9ad51f01dc38157e4.html
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