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水滴附著在垂直立面(鏡子、瓷磚等)靠什么原理?
來源:知乎 瀏覽 1297 次 發(fā)布時間:2021-06-22
日常生活中,我們可見在垂直立面(鏡子、瓷磚等)等表面會有水滴,足夠大的時候受地心引力,會下滑。比較小的時候,會附著在垂直立面(鏡子、瓷磚等)上面。
請問,這靠的是什么原理?是萬有引力的原理?還是摩擦力的原理?如果是摩擦力的原理的話,是否意味著,如果垂直立面的表面足夠平整(鏡子、瓷磚的表面從分子結(jié)構(gòu)上講,是有很多凹凸的,具體可參見針尖的分子結(jié)構(gòu)電子顯微鏡),平整到分子結(jié)構(gòu)層面都是完全沒有凹凸。
那么,水滴還有摩擦力能附著嗎?另外,是不是水的溫度越低,分子活動越弱,附著力越強?比如結(jié)冰。溫度越高,附著力越弱?比如一滴水附著在衛(wèi)生間瓷磚上,用打火機稍微加熱,就會向下流動起來。
這是因為一切物質(zhì)分子間都存在吸引力。同一種類的物質(zhì)分子間的吸引力被稱為內(nèi)聚力,而不同種類的物質(zhì)分子間的吸引力被稱為附著力。水分子之間相互存在著吸引力,而分子之間的距離越小,吸引力越大,這就是水的“內(nèi)聚力”。內(nèi)聚力在水的表界面上的作用,就讓水表界面出現(xiàn)了自動收縮的現(xiàn)象,這叫做水的表面張力。
表面張力使在液體表面附近的分子由于顯著受到液體內(nèi)側(cè)分子的作用,促進了液體表面層具有收縮趨勢,這表現(xiàn)在液體表面總是趨向于盡可能地縮小。因此加上水和它的附著物的吸引力,在水自身的重力作用下,懸于它的附著物下,水往往呈半個球形。