第2章 液体的表面性质
2-1 如图金属框架中形成一肥皂膜,金属丝AB长为5 cm,可以自由滑动,拉此肥皂膜平衡时,所需的平衡力F=2.5×10-3 N,求肥皂水的表面张力系数。
解:
题2-1图
题2-4图
F 2.5 10 2N/m 2L
2-2 在2-1题中,若金属丝AB向右移动了2 cm,试计算移动AB所做的功。此时肥皂膜的表面能增加了多少?
解: E S 5 10J
2-3 一半径为5 cm的金属圆环,从液体中刚能拉出时,测得环的悬线上需要加F=28.3×10-3 N的向上拉力,求此液体的表面张力系数。(被拉起的液膜可视为很短的圆柱面)。 5
F28.3 10 3
解 9.01 10 2N/m 2l2 5 10
2-4 把一个框架竖直地放着,其上有一条可以移动的横杆以ab,框架之间有肥皂液膜,如图所示。今欲使横杆保持平衡,问横杆下面应挂多大重物?已知横杆质量为0.05 g,长度L为2.5 cm,肥皂膜的表面张力系数为45×10-3 N·m-1。
解: G F Gab 2 l Gab 1.76 10N
2-5 移液管中有1 ml农用杀虫药液,其密度为0.995×103 kg·m-3。今令其从移液管中缓缓滴出,共分30滴全部滴完。设经过测定,已知药液将要落下时,其颈部的直径为0.189 cm,求药液的表面张力系数。
解: 3 Mg 5.589 10 2N/m Nd
2-6 在20 km2的湖面上,下了一场50mm的大雨,雨滴半径r=1.0mm。设过程是等温的,求释放出的表面能量。水的比表面能 =73×10-3 J·m-2。
解: E S 2.18 10J
2-7 吹一直径为14 cm的肥皂泡,问需作多少功?设在吹的过程中温度不变,已知肥皂水的表面张力系数为40×10-3 N·m-1。
解:W 2 S 4.9 10J
2-8 有两个相同的水银滴,每滴的直径d=1.5 mm,求它们等温合并时表面能的增量。已知水银的比表面能 =465×10-3 J·m-2。
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