美國ramé-hart Model 500接觸角儀、張力計(jì)、張力儀、動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)量、靜態(tài)接觸角測(cè)量
馬朗戈尼效應(yīng)(The Marangoni Effect)
觀察馬朗戈尼效應(yīng)最簡(jiǎn)單的方法是一只小紙船被放在一只水罐里。一滴肥皂被放在船的中央。然后,小紙船以相當(dāng)快的速度在水面上滑行,這樣就會(huì)出現(xiàn)好幾次失誤:
這是怎么發(fā)生的呢?原來放在船上的液體肥皂是一種表面活性劑,也就是說,它降低了水的表面張力。由此產(chǎn)生的表面張力梯度會(huì)在船的后部產(chǎn)生一個(gè)力,在那里,表面張力較低的液體想要推開船。這個(gè)力繼續(xù)推動(dòng)船,直到最終容器中的液體達(dá)到接近平衡的表面張力狀態(tài)——也就是說,表面張力沒有變化——船停止。
表面張力變化導(dǎo)致的兩種液體之間的力可以用馬朗戈尼效應(yīng)來解釋——馬朗戈尼效應(yīng)是以意大利科學(xué)家卡洛·馬朗戈尼的名字命名的,他于1865年在帕維亞大學(xué)發(fā)表了關(guān)于這個(gè)主題的博士論文。
馬朗戈尼效應(yīng)可以在自然界中找到。例如,甲蟲可以像水漫游者一樣在水面上快速移動(dòng)。然而,甲蟲可以釋放少量的pygidial腺體分泌物,產(chǎn)生表面張力變化,推動(dòng)甲蟲沿著水面前進(jìn)——很像上面視頻中的小船。
馬朗戈尼效應(yīng)最有趣的例子之一,實(shí)際上是在國際空間站(ISS)2的太空中發(fā)現(xiàn)的,那里的熱管表現(xiàn)與預(yù)期相反。在地球上,當(dāng)加熱管道暴露在溫度梯度下時(shí),內(nèi)部流體會(huì)沿著管道蒸發(fā)和遷移,從而冷卻管道的熱端。然而,在空間站,觀察到的卻是相反的行為。假設(shè)沒有重力的影響,馬朗戈尼效應(yīng)產(chǎn)生的較弱的力導(dǎo)致了表面張力梯度,將液體拉向熱的.
馬蘭戈尼效應(yīng)也可以解釋一種被稱為葡萄酒(或葡萄酒腿)的眼淚的現(xiàn)象。在上面的視頻中,演示者解釋了葡萄酒是如何由水和酒精(乙醇)制成的。水的表面張力較高,而乙醇的蒸發(fā)率較高。當(dāng)你在玻璃杯里把酒四處轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去時(shí),玻璃內(nèi)部會(huì)拍一片薄膜。但隨著乙醇的蒸發(fā),剩余的薄膜的含水量增加。由于水的表面張力較高,它會(huì)將葡萄酒拉上玻璃杯,放入薄膜頂部的珠子中。最終,重力接管,珠子沿一條路徑(稱為小溪)回到下面的葡萄酒湖。加熱玻璃,例如,通過用手摩擦,將放大此行為,因?yàn)闇囟忍荻扔兄诒砻鎻埩μ荻取F咸丫畦b賞家實(shí)際上研究葡萄酒的酒水滴和眼淚,作為判斷葡萄酒外觀、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、身體和質(zhì)量的眾多工具之一,這解釋了為什么酒杯比它們?cè)O(shè)計(jì)要容納的體積大得多。
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