合作客户/
拜耳公司 |
同济大学 |
联合大学 |
美国保洁 |
美国强生 |
瑞士罗氏 |
相关新闻Info
-
> 液滴爆炸现象:酒精蒸发引起的马兰戈尼流动现象影响参数(一)
> 聚氧乙烯链长度调控非离子Gemini表面活性剂的表面张力、接触角(二)
> 从哪些方面可以体现出酶特异性地结合某种物质?
> 溶液针铁矿法沉铁方法,如何确定表面张力等参数值
> 两种烷基咪唑亚磷酸酯离子液体热稳定性、表面张力测定(一)
> 表面活性剂为何能降低表面张力?
> C72-MPB氟醚磷酸胆碱表面活性剂表面张力、泡沫/润湿性能测定(一)
> 低分子热塑性树脂体系CBT500/DBTL的界面张力与温度的关联性(二)
> 拉脱法测量:不同性能磁性液体的磁表面张力变化规律与影响因素(二)
> 氧化石墨烯纳米流体的凝固特性及在声悬浮下表面张力研究
推荐新闻Info
-
> 表面活性素制备、分离纯化、溶液表面张力测定及胶束化行为研究(三)
> 表面活性素制备、分离纯化、溶液表面张力测定及胶束化行为研究(二)
> 表面活性素制备、分离纯化、溶液表面张力测定及胶束化行为研究(一)
> 静电喷雾液滴接触荷电原理
> 超支化聚合物h-PAMAM水溶液表面张力、动态界面张力及破乳性能测定
> 0.01mg是什么精度的天平?超微量天平的称重范围
> 聚丙烯酸酯反相破乳剂添加后曹妃甸油田含油污水界面张力的变化
> 助剂对乙基多杀菌素药液在杧果叶片润湿铺展行为、表面张力的影响——讨论
> 助剂对乙基多杀菌素药液在杧果叶片润湿铺展行为、表面张力的影响——结果与分析
> 助剂对乙基多杀菌素药液在杧果叶片润湿铺展行为、表面张力的影响——摘要、材料与方法
一滴水缓慢落到非常光滑的平面上,接触面积会有多大?
来源:知乎 阿黄sweetgirl 浏览 2130 次 发布时间:2021-07-29
此问题中,其实绝对光滑不太合适,一般可以考虑原子级别的光滑就已经可以使用(或可以看做没有接触角滞后现象)。为了让解析式简便,此题转化为:
如果将体积为V的液体水滴落到原子级别光滑的光滑固体表面上,设固体表面对水的接触角为θ,那么液滴稳定后,液滴与固体之间的接触面积S有多大?
下面我仅仅使用参数V和θ,以及水的物性常数找出S的简单解析式。
首先,此题必须分为两种情形。第一种,是液体V很小时,此时表面张力占主导地位。此解法宫非前辈已经给出,但是其解析式不够简化。因此我进一步加以简化。当表面张力占主导时,液滴成完美的球缺状,如图1所示。
图1液体体积很小时,毛细作用力占主导的情形,液滴呈球形
此时根据球的体积公式,以及简单的三角函数变换,就可以得出S与V和θ的关系,具体推导过程如图2所示。
图2接触面积S的推导过程
此时可以看出,S与V的2/3次方是正比例关系。对于自然界任何光滑的表面,接触角处于0到122°的范围内,可以绘出S与θ的关系,如图3所示。
图3接触面积随着接触角的变化关系
上图是接触角从5°到120°范围内的接触面积的变化关系,基本上涵盖了自然界中的大多数物质的光滑固体表面。
然后再是第二种情形,就是液体体积很大,此时表面张力很弱,重力占主导地位的场景。此时,液滴在光滑固体表面的呈现出扁平状。如图4所示。
图4液体体积很大的情形
有意思的是,已经有前人对这种情形做过详细的受力分析。得出只要接触角一定,此时无论加多少水,液体的厚度e都不会增加,只会增加铺展的面积。其厚度e的表达式为:
式中,γ为表面张力,p为密度,g为重力加速度。
由于此时,表面张力影响很小,液膜可以看成均匀的厚度,所以满足
V=Se
从而可以推出:
图5液体接触面积的推导公式。
至于具体的推导e的过程,可以见如下分析:
参考文献:Capillarity and Wetting Phenomena书籍。