陳建勳老師專區:表面張力的問題與小遊戲～

而是應該說成：＂界面活性劑可以降低水的內聚力...＂？ 請問，又該如何解釋在水面的浮油中間滴一滴清潔劑，油會 ... 國立台灣師範大學物理系物理教學示範實驗教室(舊網站)物理問題討論區(黃福坤) 我們也針對科學教學建立開課系統:科學園,讓老師更方便運用網路科技輔助教學，歡迎教師多加利用！中學物理(維基) (學習物理不只是knowHOW更重要的是knowWHY,歡迎參考聞名全球的物理動畫,英文網頁NTNUJAVA以動畫為主) 白話物理 關鍵詞 最近天 物理名詞中英檢索 無法登入或系統功能不正常回報 討論區首頁>>物理課程相關問題(分成國中/高中/大學等區)>>陳建勳老師專區>>表面張力的問題與小遊戲～ 本區註冊且登入者方可留言 熱學/流體標題:表面張力的問題與小遊戲～ 1:陳建勳榮譽點數80點(研究所)張貼:2006-11-1514:49:02: 先介紹一下何謂表面張力 液體的各分子間，都具有互相吸引的力(分子力)存在。

因此在液體最外層的分子會受到內部相鄰分子的吸引力作用，向液體內部移動，結果使液體表面猶如張緊的橡皮薄膜，有收縮成為最小面積的傾向。

這種使液體表面收縮的力，稱為「表面張力」。

我想請教各位的問題是，為何界面活性劑可以破壞液體表面張力？ 舉個例子，在玻璃上滴一滴水，可以看到水珠胖胖的樣子，但若加入清潔劑後，會發現水珠攤平了，意味著水的表面張力減少？ 我有聽過一個說法，舉油與水混合的例子來說，由於水與油互相討厭，所以會有明顯的界線分離兩液體。

兩液體各自凝聚，使得平衡態時的界面面積達到最小。

而界面活性劑具有一端親水一端親油的結構，他的出現使得水與油之間不再這麼討厭，因此降低了液體的表面張力... 請問這個說法好嗎？我總覺得好像哪裡怪怪的...水的表面張力不是自己本身的物質特性(內聚力造成)嗎？會因為接觸不同物質(附著力的改變)而不同嗎？ 還是其實不該這樣描述：＂界面活性劑可以破壞液體表面張力...＂ 而是應該說成：＂界面活性劑可以降低水的內聚力...＂？ 請問，又該如何解釋在水面的浮油中間滴一滴清潔劑，油會往外擴出一個圓洞的現象呢？ 是因為清潔劑破壞了油的表面張力(油的內聚力)嗎？ 還是因為中心那區水的表面張力被破壞，外圍區還保有表面張力，水往外拉，而油層浮在水上就順勢被水往外帶開？     這邊我提出一個曾經看過的小遊戲： 一保麗龍小船放在水面上，尾端接一塊肥皂，可以發現小船會前進喔！ 請問我可以用下面這個圖來解釋嗎？是否因表面張力造成船前進的呢？ [這篇文章被編輯過:陳建勳在2006-11-1514:49:38][這篇文章被編輯過:陳建勳在2006-11-1514:51:34][這篇文章被編輯過:陳建勳在2006-11-1515:04:25][這篇文章被編輯過:陳建勳在2006-11-1515:23:46][這篇文章被編輯過:陳建勳在2006-11-1515:52:27][這篇文章被編輯過:陳建勳在2006-11-1516:04:46] 2:黃福坤(研究所)張貼:2006-11-1518:09:59:[回應上一篇] 液體的表面張力起源於液體表面分子間交互作用 若是換不同液體因為作用力不同因此會有不同表面張力 同樣的水被滴上介面活性劑會影響表面的性質也就是表面張力（才稱為介面活性劑） 因為表面不在只是有水分子而已還有其他分子！ 一保麗龍小船放在水面上，尾端接一塊肥皂 肥皂附近表面張力減小了（並非破壞到沒有表面張力）因此船兩端受到液體作用力不同因此而產生淨力於是前進！ 3:吳良彥榮譽點數4點(大學理工科系)張貼:2007-01-2613:41:31:[回應上一篇] 請問：      我們用表面張力來解釋上面這小船移動的實驗，而表面張力的來源一般是是說來自液體間分子和分子間的作用力。

    但我有些疑惑，上述所謂降低表面張力是指水分子與水分子間的力，或是水分子與船身表面分子的力？ 4:黃福坤(研究所)張貼:2007-01-2709:50:35:[回應上一篇] 從微觀而言以上兩種情形都不是而是將部分區域水分子與水分子之間的作用變成水分子與肥皂分子的交互作用或在邊界上肥皂分子與船身表面的作用觀察的結果則是所有微觀的總和. 5:吳良彥榮譽點數4點(大學理工科系)張貼:2007-01-2921:02:30:[回應上一篇] 教授：    所以根據上述，船之所以移動是因為水拉船的力大於肥皂水拉船的力，是嗎？ 6:陳建成(大學理工科系)張貼:2007-03-2013:15:08:[回應上一篇]   我想,真實的情況應該是界面活性劑側的推力導致船的前進. 當水分子和介面活性劑發生混合後,界面活性劑的親水端便與水分子做了結合包圍. 露在外側的便是包圍水分子的疏水基團.如此一來,位於下方的水分子便因疏水基團的疏水性,發生了由下往上,從而由內往外的推擠.致使船的前進. 7:城市隱者榮譽點數8點(大學理工科系)張貼:2012-01-3000:35:43:[回應上一篇] 說說我的看法,請各位指教.表面張力,以水為例,是因為水表面蒸發,造成表面水分子密度比內部稀疏.所以水分子就處于吸引的狀態(初中分子力).而內部較密集的水分子,處于分子力平衡位置附近,引力沒那麼大(猜測,沒有找到數據支持).由于整個水面的分子都處于互相吸引的狀態,所以彼此拉緊,形成一張覆貌磾悸瑭^緊的薄.滴肥皂水能破壞張力的原因,我估計是這樣:本來表面張力是因為分子稀疏造成的,如果有肥皂的分子滲進來,就填補了這些空間,于是膜就松弛了,水滴也崩潰了.(如果不是所有親水物都能破壞表面張力,那這個解釋就失敗了)放紙船于水面,其後附肥皂,破壞了後面的張力,則前面的張力作大,便將船拉向前.說完我的觀點後,又想說:我覺得貼主的內聚力解釋好像也說得通.如果那是錯的,我想知道錯在哪里?順便借寶地問個問題:波浪的形成和表面張力有關吧?或者至少是有很大關係吧?如果是,我想以後船在海上遇到大浪,往海里倒肥皂水是否能平息呢?我是找這個問題的答案才找到這個貼子的.還有個問題一併問了吧:肥皂既然能破壞表面張力,那為什麼吹肥皂泡很容易,吹水泡就那麼難呢?吹起的肥皂泡看起來很有張力的樣子,而且測張力的實驗也是用肥皂水做的,而很難用水做成.因為肥皂膜可以拉得很長. 8:黃福坤(研究所)張貼:2012-01-3009:24:23:[回應上一篇] Quote: 在2012-01-3000:35:43,城市隱者寫了: 說說我的看法,請各位指教.表面張力,以水為例,是因為水表面蒸發,造成表面水分子密度比內部稀疏.所以水分子就處于吸引的狀態(初中分子力).而內部較密集的水分子,處于分子力平衡位置附近,引力沒那麼大(猜測,沒有找到數據支持).想一想以上的假設如何設計實驗去檢驗Quote:由于整個水面的分子都處于互相吸引的狀態,所以彼此拉緊,形成一張覆貌磾悸瑭^緊的薄.滴肥皂水能破壞張力的原因,我估計是這樣:本來表面張力是因為分子稀疏造成的,如果有肥皂的分子滲進來,就填補了這些空間,于是膜就松弛了,水滴也崩潰了.(如果不是所有親水物都能破壞表面張力,那這個解釋就失敗了)若以上假設為真則表面張力的變化是否和添加物關係很小重要的是添加的量進行實驗比較看看Quote:放紙船于水面,其後附肥皂,破壞了後面的張力,則前面的張力作大,便將船拉向前.說完我的觀點後,又想說:我覺得貼主的內聚力解釋好像也說得通.如果那是錯的,我想知道錯在哪里?是否後面有變化 因此有改變而不是前面有變化Quote:順便借寶地問個問題:波浪的形成和表面張力有關吧?或者至少是有很大關係吧?如果是,我想以後船在海上遇到大浪,往海里倒肥皂水是否能平息呢?我是找這個問題的答案才找到這個貼子的.或許有部分效果但是一定要平息是否要求過了些Quote:還有個問題一併問了吧:肥皂既然能破壞表面張力,那為什麼吹肥皂泡很容易,吹水泡就那麼難呢?吹起的肥皂泡看起來很有張力的樣子,而且測張力的實驗也是用肥皂水做的,而很難用水做成.因為肥皂膜可以拉得很長. 肥皂泡平衡時是內部壓力稍大於大氣壓力其差值就是表面張力所造成效果若表面張力無法達到平衡的結果就破了況且從小泡泡到大泡泡的過程肥皂泡的厚度也同時變化喔! 9:BeeGees榮譽點數61點(高中職)張貼:2012-08-1122:28:28:[回應第1篇] 我想界面活性劑有一項重要的功能，即浸潤。

倒並一定要一頭結合水，一頭結合油脂。

水本身就有很強的洗滌能力，有些髒污，只須用水浸泡一段時間，不用人去洗，水自動就把髒污分解。

等到髒污分解，我們再用清水沖洗一下，就很乾淨了。

但是水的表面張力太大時，卻造成它無法浸潤衣物。

如果衣服纖維上有一層油脂，水根本無法穿透纖維間的細小縫隙，以致無法浸潤。

就像它無法潤濕油紙那樣。

Quote:在2006-11-1514:49:02,陳建勳寫了:我想請教各位的問題是，為何界面活性劑可以破壞液體表面張力？舉個例子，在玻璃上滴一滴水，可以看到水珠胖胖的樣子，但若加入清潔劑後，會發現水珠攤平了，意味著水的表面張力減少？難道不該如此解釋？圓滾滾的水珠，表示它能抵抗重力，就像一間屋子挺立；當表面張力降低，水珠抵抗重力的能力減弱，就攤成一片。

這也像屋子解體時，攤成一堆碎塊、殘瓦。

本區註冊且登入者方可留言回首篇留言 黃福坤修改,轉成中文版面並增加功能從2011/06/15起 對本討論區有何疑問請Ruby:onlineid=0:time=1649194818/Apr:0605:04:pagetime=6s