合作客戶/
拜耳公司 |
同濟(jì)大學(xué) |
聯(lián)合大學(xué) |
美國保潔 |
美國強(qiáng)生 |
瑞士羅氏 |
相關(guān)新聞Info
-
> 鋰電池隔膜粘接劑組合物稀釋液表面張力測試及影響
> 高壓CO2對表面活性劑水溶液與原油界面張力、原油乳化的影響——摘要、實驗部分
> 轉(zhuǎn)印催化層制備：催化劑漿料的表面張力多少合適
> 表面活性劑對煤塵潤濕效果的定量化研究
> 環(huán)保非水基鉆井液界面張力、基本性能和抗污染能力——前言、實驗部分
> 失重環(huán)境下的水滴因為有表面張力會形成標(biāo)準(zhǔn)的圓球
> 超微量天平應(yīng)用：錫灰中銀含量的分析檢測方法
> 人工沖洗升級為超聲波清洗，可改善新能源電池沖壓配件的表面張力
> ?高分子表面活性劑HS-PA表征和性能、粒徑、表面張力、應(yīng)用性能測定——實驗部分
> Marangoni效應(yīng)：智能液體會走迷宮
推薦新聞Info
-
> 電弧增材制造過程中熔池的形成與演變受哪些因素影響？
> 高壓CO2對表面活性劑水溶液與原油界面張力、原油乳化的影響——結(jié)果與討論、結(jié)論
> 高壓CO2對表面活性劑水溶液與原油界面張力、原油乳化的影響——摘要、實驗部分
> 硝化纖維素塑化效果與其表面張力的變化規(guī)律
> pH、溫度、鹽度、碳源對 解烴菌BD-2產(chǎn)生物表面活性劑的影響——討論、結(jié)論
> pH、溫度、鹽度、碳源對 解烴菌BD-2產(chǎn)生物表面活性劑的影響——結(jié)果與分析
> pH、溫度、鹽度、碳源對 解烴菌BD-2產(chǎn)生物表面活性劑的影響——材料與方法
> pH、溫度、鹽度、碳源對 解烴菌BD-2產(chǎn)生物表面活性劑的影響——摘要、前言
> 嗜熱鏈球菌發(fā)酵乳對全蛋液起泡性、pH、黏度、表面張力的影響（三）
> 嗜熱鏈球菌發(fā)酵乳對全蛋液起泡性、pH、黏度、表面張力的影響（二）
一滴水緩慢落到非常光滑的平面上，接觸面積會有多大？
來源：知乎 阿黃sweetgirl 瀏覽 1723 次 發(fā)布時間:2021-07-29
此問題中，其實絕對光滑不太合適，一般可以考慮原子級別的光滑就已經(jīng)可以使用（或可以看做沒有接觸角滯后現(xiàn)象）。為了讓解析式簡便，此題轉(zhuǎn)化為：
如果將體積為V的液體水滴落到原子級別光滑的光滑固體表面上，設(shè)固體表面對水的接觸角為θ，那么液滴穩(wěn)定后，液滴與固體之間的接觸面積S有多大？
下面我僅僅使用參數(shù)V和θ，以及水的物性常數(shù)找出S的簡單解析式。
首先，此題必須分為兩種情形。第一種，是液體V很小時，此時表面張力占主導(dǎo)地位。此解法宮非前輩已經(jīng)給出，但是其解析式不夠簡化。因此我進(jìn)一步加以簡化。當(dāng)表面張力占主導(dǎo)時，液滴成完美的球缺狀，如圖1所示。
圖1液體體積很小時，毛細(xì)作用力占主導(dǎo)的情形，液滴呈球形
此時根據(jù)球的體積公式，以及簡單的三角函數(shù)變換，就可以得出S與V和θ的關(guān)系，具體推導(dǎo)過程如圖2所示。
圖2接觸面積S的推導(dǎo)過程
此時可以看出，S與V的2/3次方是正比例關(guān)系。對于自然界任何光滑的表面，接觸角處于0到122°的范圍內(nèi)，可以繪出S與θ的關(guān)系，如圖3所示。
圖3接觸面積隨著接觸角的變化關(guān)系
上圖是接觸角從5°到120°范圍內(nèi)的接觸面積的變化關(guān)系，基本上涵蓋了自然界中的大多數(shù)物質(zhì)的光滑固體表面。
然后再是第二種情形，就是液體體積很大，此時表面張力很弱，重力占主導(dǎo)地位的場景。此時，液滴在光滑固體表面的呈現(xiàn)出扁平狀。如圖4所示。
圖4液體體積很大的情形
有意思的是，已經(jīng)有前人對這種情形做過詳細(xì)的受力分析。得出只要接觸角一定，此時無論加多少水，液體的厚度e都不會增加，只會增加鋪展的面積。其厚度e的表達(dá)式為：
式中，γ為表面張力，p為密度，g為重力加速度。
由于此時，表面張力影響很小，液膜可以看成均勻的厚度，所以滿足
V=Se
從而可以推出：
圖5液體接觸面積的推導(dǎo)公式。
至于具體的推導(dǎo)e的過程，可以見如下分析：
參考文獻(xiàn)：Capillarity and Wetting Phenomena書籍。