液体表面张力的测定实验ppt

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液体表面张力测试方法ppt课件

液体表面张力的测试方法
纺织化学与染整工程Fra bibliotek精选ppt课件2021
1
• 液体表面区的分前子由于言受力不平衡产生的向
内收缩的单位长度的力, 即表面张力。它分为静态表面张力和动态表面张力。通常液体的表面张
力, 自其液体表面形成之后, 随着时间的推移而有所变化。在新的液体表面形成的瞬间, 经过约1 s 以上时的表面张力, 称作静态表面张力;在1 s 以下的表面张力称作动态表面张力。表面张力是多
• 1.3.3 缺点
• (1) 设备复杂, 操作麻烦;
• (2) 数据处理也复杂;
• (3) 待测物质的性质精选需ppt课要件2事021 先准确知道。 11
• 1.4 滴体积法
• 1.4.1 测定原理
• 当一滴液体从毛细管滴头滴下时, 液滴的重力与液滴的表面张力以及滴头的大小有关。表示液滴重力(mg) 的简单关系式:mg=2πrγ 实验结果表明, 实际体积小得多。因此就引入了校正因子f(r/V1/3), 则更精确的表面张力可以表示为:γ= mg/{2πrf(r/v1/3)}其中m为液滴的质量, V 为液滴体积, f 为校正因子。只要测出数滴液体的体积, 就可计算出该液体的表面张力。
• (2) 需要标准物质校正浮力;
• (3) 测定容器需要足够大;
• (4) 不适合高温高压和深颜色液体的测定;
• (5) 清洁程序复杂;
• (6) 测定时稳定慢, 精不选pp适t课件合2021及时测量。
8
• 1.3 悬滴法
• 1.3.1 测定原理
• 悬滴法是根据在水平面上自然形成的液滴形状计算表面张力。在一定平面上, 液滴形状与液体表面张力和密度有直接关系。由Laplace 公式, 描述在任意的一点P 曲面内外压差为

《表面张力的测定》PPT课件

实验目的实验原理仪器试剂实验步骤演示注意事项思考题
实验原理
d 0 时， dc
Γ＞0，正吸附；
d 0 时，Γ＜0，正吸附；
dc
本实验研究正吸附情况。为了求得表面吸附量，需先作出σ＝f(c)的等温曲线。
Z c d
dc
Γ z RT
取曲线上不同的点，就可得出不同值，
从而可作出吸附等温线。
实验演示
实验目的实验原理仪器试剂实验步骤演示注意事项思考题
数据处理
1.以纯水测量结果按式（4）计算K值。纯水的表面张力见附录。
2.计算各溶液的表面张力值。 3.作表面张力－浓度图，曲线要求光滑。用镜象
法在曲线的整个范围内取10个点左右作切线，示得相应的Z值。 4.计算出值后，作出吸附等温线，即Γ-c图。
实验目的实验原理仪器试剂实验步骤演示注意事项思考题
实验步骤
4. 试验数据记录表
浓度(mol·L-1) 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08
高度差(mm)
浓度(mol·L-1) 0.10 0.12 0.16
高度差(mm)
0.2 0.24
实验目的实验原理仪器试剂实验步骤演示注意事项思考题
按照（2）式，R＝r时的最大附加压力为：
pm
2
r
或
r 2
pm
（3）
实验目的实验原理仪器试剂实验步骤演示注意事项思考题
Hale Waihona Puke 实验原理实际测量时，使毛细管端刚刚与液面相接触，则可忽略鼓
泡所需克服的静压力，这样就可直接用（3）式进行计算。
当用密度为的液体作压力计介质时，测得与pm相应的

测定溶液的表面张力PPT课件

并计算在各相应浓度下的Γ。
dc T
值，
• 4. 用c/ Γ对c作图，应得一条直线，由直线斜率求出 Γ ∞。
第12页/共17页
1、将实验点连成平滑的曲线； 2、过曲线上点作曲线的切线； 3、由切线的斜率得到偏导数的值。
第13页/共17页
实验注意事项
• 1.测定用的毛细管一定要洗干净，否则气泡可能不能连续稳定地流过，而使压差计读数I不稳定，如发生此种现象，毛细管应重洗。
• 容量瓶（50ml)8支
• 数字式微压差测量仪
1台
第7页/共17页
毛细管支管试管
滴液漏斗
低真空测压仪
第8页/共17页
实验步骤
•1 . 安装仪器：洗净仪器并按图装置。对需干燥的仪器作干燥处理。
•2.配置乙醇溶液：分别配制0．02mol/L，0.05mol／L，0．10mol／L， 0 ． 15mol ／ L ， 0.20mol ／ L ， 0 ． 25mol ／ L ， 0．30mol/L，0．35mol/L乙醇溶液各50mL。
• 2.由实验结果计算各份溶液的表面张力 ,并作 ~c曲线。
• 3. 在 ~c 曲线上分别在 0 ． 050mol/L ， 0 ． 100mol ／ L ，
0 ． 150mol ／ L ， 0 ． 200mol ／ L ， 0 ． 250mol ／ L 和
0．300mol／L处作切线，分别求出 d各浓度的
第2页/共17页
C RT
(
d
dC
)T
Γ为表面吸附量(单位:mol·m-2 );T为热力学温度(单位:K);C为稀溶液浓度(单位:mol·dm-3 );R为气体常数。

拉脱法测量液体的表面张力系数(共23张PPT)

U1(mv) 9.8 9.5 9.6 9.5 9.6 9.4 U2(mv) -13.4 -13.5 -13.2 -13.4 -13.0 -13.4
17
通过计算机计算可得：
α1=40.12×10-3N/m
α2=36.19×10-3N/m α3=35.49×10-3N/m
结论：不同的物质，浓度对其表面张力的影响形式是不一样的，可表面张力减小，并且浓度越大，减小越慢。
1. 拉脱法
测量一个已知周长的金属圆环或金属片从从待测液体
表面脱离时所需的拉力，从而求得该液体表面张力系数的
方法称为拉脱法。所需的拉力是由液体表面张力、环的内
外径及液体材质、纯度等因素决定。
2. 吊环法和吊片法比较
（1）吊环法：使用金属细线制成吊环时，在液膜被拉破的瞬间接触角不接近于零，此时所测得的力是表面
U1－ U2 = △U = B·△F = B（F1－ F2）= Bαл(D1+ D2) 由上式可以得到液体的表面张力系数为:
这里U1——液膜拉断前瞬间电压表的读数
U2 ——液膜拉断后瞬间电压表的读数
12
四、实验内容
1. 实验方法
（1）接通数字电压表及直流电源，预热15分钟。保证测力方向和传感器
起弹簧片的平面垂直。
液膜拉破前瞬间的受力分析图
片状吊环在液膜拉破前瞬间有：
F1 = mg + f1 + f2 此时传感器受到的拉力F1和输出电压U1成正比，有：
U1 = BF1
11
片状吊环在液膜拉破后瞬间有：
F2 = mg 同样有 U2 = BF2
片状吊环在液膜拉破前后电压的变化值可表示为：
液膜拉破后瞬间的受力分析图
-12.5 -35.8

大学物理实验PPT-液体表面张力剖析

实验四电位差计
F U B
B 表示力敏传感器的灵敏度，单位为V /N 。
实验内容及步骤
• 测量力敏传感器的灵敏度 • 测量水的表面张力系数
测量力敏传感器的灵敏度 B
1. 开机预热 15 分钟 2. 吊蓝放在力敏传感器的挂钩上
3. 电压表调零 4. 7 个 0.5 g 片码依次放入吊盘中，记下U0→U7
5. 依次取走片码，记下U7 → U0
2
3
4
5
B 代入D1、D2
附：水的表面张力系数α的标准值
系数α N/m 水温 t°C
0.074 22 0.073 22
10
15
0.072 75 20
0.071 97 25
0.071 18 30
思考题
1.本实验操作中，误差来源可能在哪些方面，应如何避免。 2.简述液体表面张力系数α的影响因素。
下周实验
测量液体表面张力系数α
测量吊环拉断液柱前一瞬间环受到拉力F1对应的电压值U1 测量水柱拉断脱离液面吊环受力为F2对应的电压值U2
f
(D1 D2 )
(U1 U 2 )
B (D1 D2 )
(N / m)
液体表面张力系数α测量
测量次数
1
U1（mv）
U2（mv）
内径:3.310cm ；外径:3.496cm
拉脱法测定液体表面张力系数
实验装置
调节架
升降台
表面张力系数
想象在液面上划一条直线，表面张力就表现为直线两旁的液膜以一定的拉力相互作用。拉力 f 存在于表面层，方向与直线垂直，大小与直线的长度 L 成正比，即
式中α称为表面张力系数，它等于沿液面作用在分界线单位长度上的表面张力, 其单位为N·m-1。它的大小与液体的成分、浓度以及温度有关。

5表面张力PPT

其中α称为液体的表面张力系数，单位为其中称为液体的表面张力系数，单位为N/m。称为液体的表面张力系数。当金属圆环从待测液体表面脱离时，当金属圆环从待测液体表面脱离时，受到液体向下作用的表面张力有内外两个面）（有内外两个面）：
U = KF
2. 力敏传感器的灵敏度
在力敏传感器的悬梁臂上作用一力F时在力敏传感器的悬梁臂上作用一力时，将有一输出，电压信号U输出电压信号输出，并且 K称为力敏传感器的灵敏度，单位为mV/N。称为力敏传感器的灵敏度，单位为称为力敏传感器的灵敏度。
三、实验操作
1．实验前的准备。仪器预热，调整底座水平，清洗圆环；．实验前的准备。仪器预热，调整底座水平，清洗圆环； 2．力敏传感器的定标。电压表调零后，依次加入砝码共8g, ．力敏传感器的定标。电压表调零后，依次加入砝码共记录电压表的相应读数电压表的相应读数；记录电压表的相应读数； 3．测定常温下水的表面张力系数。．测定常温下水的表面张力系数。（1）清洗玻璃皿，盛水，置于支架台，悬挂金属圆环；）清洗玻璃皿，盛水，置于支架台，悬挂金属圆环；（2）调节旋钮，使玻璃皿上升至将圆环的底部浸入水面。再）调节旋钮，使玻璃皿上升至将圆环的底部浸入水面。使水面逐渐下降，记录即将拉断水膜前一瞬间数字电压表使水面逐渐下降，记录即将拉断水膜前一瞬间数字电压表读数值U 和水膜拉断后数字电压表读数值数字电压表读数值U 重复5次读数值 1和水膜拉断后数字电压表读数值 2，重复次； 4．记录金属圆环的外径 1和内径 2，测量水的温度。．记录金属圆环的外径d 和内径d 测量水的温度。外径
3. 表面张力系数的测定
将洁净的金属圆环浸入液体后慢慢地拉出水面，将洁净的金属圆环浸入液体后慢慢地拉出水面，若拉断水膜前一瞬间电压表的读数为U 此时外加拉若拉断水膜前一瞬间电压表的读数为 1,此时外加拉力为

《水的表面张力》课件

05
实验：水的表面张力实验
实验目的
探究水的表面张力现象。
培养观察、分析和解决问题的能力。
了解表面张力在日常生活中的应用。
实验材料
一杯清水
一个小水桶一块纸巾
一枚硬币一根缝衣针
实验步骤
1. 将硬币平放在水面，观察到硬币被“托起”，这是因为水的表面张力使硬币与水面紧密贴合。
3. 将小水桶装满水，然后迅速将水倒出，观察到水形成了一串连续的水珠，这是因为水的表面张力使水珠保持完整。
水质中含有的杂质和溶解物也会影响表面张力；压力越大，表面张力越
大。
思考与讨论
利用表面张力制作微型机器人
利用表面张力进行液体点滴控制
通过在机器人表面涂上一层具有超疏水性质的材料，使其能够在水面上行ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，实现水陆两栖的移动。
通过控制表面张力，可以实现液体的点滴和停止，可用于医学、生物等领域中的点滴控制。
03
影响水的表面张力的因素
温度
温度对水的表面张力影响显著，随着温度的升高，水的表面张力逐渐减小，反之亦然。
在常温下，水的表面张力大约为72.8 mN/m，而在接近0°C 时，表面张力最大，大约为 100 mN/m。
温度对表面张力的影响主要是由于水分子间的相互作用力随温度变化。
物质种类
表面张力单位
表面张力单位是牛顿/米（ N/m）。
表面张力特性
表面张力是液体表面所具有的一种特性，与液体的种类、温度、纯度等因素有关。
表面张力产生的原因
分子引力不均衡
液体表面层的分子受到的来自内部和外部的分子引力不均衡，导致表面层分子分布比内部稀疏，
从而产生表面张力。

液体表面张力的测定实验ppt概述

2024/1/22
1）.标定力传感器灵敏度(求斜率)；
U FBA
U为测量电压，F是拉力，B是灵敏度 2) 测量水的表面张力系数
U1 U2 (D1 D2 )B
D2吊环外径; D1吊环内径; U1吊环脱离水面前电压极大值； U2吊环脱离水面后电压稳定值；
四、实验仪器：
电压表
2024/1/22
所以，
算出表面张力系数
2024/1/22
2.计算表面张力系数
测定
1
2
3
4
5
6
次数
U1（mV）
U2 (mV) U1-U2
计算公式
U1 U2 (D1 D2 )B
关于有效数字
20元=20.00元 ? 数字仪表显示 20mV=20.0 mV ? 20mV=19.5----20.4 mV （范围） 20.0 mV=19.95----20.04 mV（范围）二者意义不一样。计算时，中间结果的有效位数不能少于直接
6. 工作室不宜风力较大，以免吊环摆动致使零点波动，所测系数不正确；
7. 完成实验后，将水盘中的水倒掉并擦拭干净；关掉电源，摆放整齐。
六、数据处理
1.力敏传感器定标
g=9.794 m/s2
砝码个数力
1
2
3
4
5
6
U+
U电压（mV，平均值）
砝码6个，每个质量0.500g，注意力的单位和数量级
利用图解法求解B（参考值B=3.00V/N）
操作注意事项
1. 挂上砝码托盘后，电压表起始读数调在10.0-50.0mV 之间；
2. 挂上吊环时要用力较轻，以免损坏传感器挂钩；
3. 调节传感器水平、高度和长短并在整个实验中保持不变。同时，挂钩位置也不变；

水的表面张力PPT课件

遇上
？用硬币装水
？一枚一元硬币能容纳多少滴水呢
自己设计实验，利用桌面上的各种材料，探究表面张力的影响因素
实验小要求
尽量避免弄湿桌面每组需及时记录实验过程，实验现象及
实验感悟，结束时需上交做完实验后请保持桌面整洁，将所用实
验用具摆放好
表面张力影响因素
内因：无机液体的表面张力比有机液体的表面张力大
水的表面张力
生活中的表面张力现象
表面张力：凡作用于液体表面，使液体
表面积缩小的力，称为液体表面张力。它产生的原因是液体跟气体接触的表面
存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力。
动手体验表面张力的神奇力量
当
是酒精。
拓展
用牙膏刷牙时，会吐出些牙膏白沫，牙膏白沫一旦落在水面上，便会立即向四周散开，为什么？
的多；水的表面张力72.8mN/m(20℃)；有机液体的表面张力都小于水；含氮、氧等元素的有机液体的表面张力较大；含F、Si的液体表面张力最小；分子量大表面
张力大；水溶液：如果含有无机盐，表面张力比水大；
含有有机物，表面张力比水小。
பைடு நூலகம்
表面张力影响因素
外因：温度升高表面张力减小；压力和表面张力没有关系。注：液体（0度以上时）表面张力最弱的

实验十二液体表面张力系数的测定(精)

数据处理
表11-1 测量弹簧劲度系数
i
0 1 2 3 4
mi / g
xi / cm
i
5 6 7 8 9
mi / g
xi / cm ( xi 5 xi ) / cm ( xi 5 xi ) / cm
k ______N m 1
表11-2 测量水的表面张力系数
次数
x0 / cm
x / cm
金属丝框砝码玻璃皿游标卡尺温度计焦利秤实物图如图111所示将金属丝框垂直浸入水中润湿后往上提起此时金属丝框下面将带出一水膜
实验十二
液体表面张力系数的测定
实验目的实验仪器实验原理实验内容问题讨论
实验目的Байду номын сангаас
1.学习焦利秤的使用方法。 2.用拉脱法测量液体的表面张力系数，
了解液体的表面特性。
实验仪器
焦利秤金属丝框砝码
焦利秤结构示意图
玻璃皿
游标卡尺温度计
焦利秤实物图
实验原理
如图11-1所示，将金属丝框垂直浸入水中润湿后往上提起，此时金属丝框下面将带出一水膜。该膜有着两个表面，每一表面与水面相交的线段上都受到大小为 f l ，方向竖直向下的表面张力的作用。要把金属丝框从水中拉脱出来，就必须在金属丝框上加一定的力F。当水膜刚要被拉断时，则有 F mg mg 2 l (11-2) 式中 mg、mg 分别为金属丝框和水膜所受的重力。据上式有
二、测量水的表面张力系数
1.把金属丝框、玻璃皿和镊子清洗干净，并用蒸馏水冲洗。
用镊子将金属丝框挂在小镜下端的挂钩上，同时把装入适量蒸馏水的玻璃皿置于平台上。 2.调节平台升降螺旋s，使金属丝框浸入水中。再调节升降旋钮p，使焦利秤达到“三线对齐”，记下游标所示的位置坐标x0。 3.调节升降旋钮p，使金属丝框缓缓上升，同时调节s使液面逐渐下降，并保持“三线对齐”。当水膜刚被拉断时，记下游 x x 标所示的位置坐标。 ( x4 x ) .重复上述步骤和平均伸长 F6 次，求出弹簧的伸长量 mg k ( x x0 ) 量，于是有。 5.记录室温并用游标卡尺测量金属丝框的宽度L，测量6次。算出液体的表面张力系数的平均值，并计 6.根据式(11-3) 算出其标准误差，写出测量结果。

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9
影响表面张力的因素
温度杂质含量
10
三、实验测量方法:
拉脱法毛细管升高法液滴测重法我们的实验采用第一种实验方法。装置示意图如下：
11
拉脱法
1、基本原理
膜拉脱时的最大力
2、要解决的技术问题
微小变力的测量方法
3、微小变力的测量方法
非电量电测，通过物理效应将非电学量转换为电学量进行测量。在本实验中利用压电效应将力转换为电压进行测量。
响？ 6、怎么判断测量中拉脱装置圆环水平？ 7、表面张力系数系数测量除拉脱法，还可以用什么
方法
25
2020/5/31
12
1）.标定力传感器灵敏度(求斜率)；
UFBA
U为测量电压，F是拉力，B是灵敏度 2) 测量水的表面张力系数
U1 U2 (D1 D2)B
D2吊环外径; D1吊环内径; U1吊环脱离水面前电压极大值； U2吊环脱离水面后电压稳定值；
13
四、实验仪器：
电压表
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测量数据的有效位数。
2020/5/31
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2020/5/31
23
2020/5/31
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思考与习题：
1、实验中用了什么方式测力？其基本原理是什么？ 2、水的表面张力系数与哪些因素有关？ 3、拉脱装置采用圆环相比其它形状有什么好处？ 4、拉脱装置若不干净，测量数据有什么变化？ 5、怎么判断测量中液面深度不一致对测量结果的影
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7
如果液面是弯曲的，则沿AB周界面上的表面张力f不是水平的。当平衡时，表面张力将有一合力。
当液面为凸形时，合力指向液体内部。表面内部的液体分子所受压力必大于外部压力。
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8
当液面为凹形时，合力指向液体外部。液体内部的压力将小于外面的压力。
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2.测量水的表面张力的实验步骤：
挂上吊环，注意挂环水平；
以顺时针转动升降台使液面上升至环下沿部分没入液体中；
改为逆时针转动升降台使液面下降；
试测，若数据问题即可开始实验数据记录；观察环浸入液体中及从液体中拉起时的电压表最
大读数U 1和拉断稳定后的读数 U 2
并记录在表格中。
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所以，
算出表面张力系数
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20
2.计算表面张力系数
测定
1
2
3
4
5
6
次数
U1（mV）
U2 (mV) U1-U2
计算公式
U1 U2 (D1 D2)B
21
关于有效数字
20元=20.00元 ? 数字仪表显示 20mV=20.0 mV ? 20mV=19.5----20.4 mV （范围） 20.0 mV=19.95----20.04 mV（范围）二者意义不一样。计算时，中间结果的有效位数不能少于直接
的波动要小； 6. 工作室不宜风力较大，以免吊环摆动致使零点波动，
所测系数不正确； 7. 完成实验后，将水盘中的水倒掉并擦拭干净；关掉
电源，摆放整齐。
17
六、数据处理
1.力敏传感器定标
g=9.794 m/s2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ砝码个数力
1
2
3
4
5
6
U+ U电压（mV，平均值）
砝码6个，每个质量0.500g，注意力的单位和数量级
14
五、实验步骤：
1.定标的实验步骤：
调节仪器水平调传感器高度和位置，注意其水平。挂上挂环
后，调节传感器高度、方位、长度，让其处于升降台的中央；在测量过程中不能变动。挂上砝码托盘,打开电压表电源，将起始读数调在10.0-50.0mV之间。加砝码，稳定后读电压表示数（加、减砝码各测一次）。
16
操作注意事项
1. 挂上砝码托盘后，电压表起始读数调在10.0-50.0mV 之间；
2. 挂上吊环时要用力较轻，以免损坏传感器挂钩； 3. 调节传感器水平、高度和长短并在整个实验中保持
不变。同时，挂钩位置也不变； 4. 取放砝码必须用镊子不能用手直接拿； 5. 仔细检查吊环水平，在旋转升降台时，尽量使液体
18
利用图解法求解B（参考值B=3.00V/N）
说明：1.横坐标是力，纵坐标为电压。注意标度、单位和数量级； 2.连线时必须连直线； 3.取点，取相距较远的两个非测量点并读出其值； 4.计算出传感器的灵敏度。 B应该取几位？
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数据处理举例 (注意单位、有效数字、数量级3.013）
一、力敏传感器定标
g=9.794 m/s2
砝码个数
1
2
3
4
5
6
电压 mV，
U1
U2
U3
U4
U5
U6
平均值
9.6
24.6
1、逐差法求灵敏度B
U4— U1= 44.4 U5- U2= 44.0 U6- U3=44.2
39.3
54.0
68.6
83.5
2、平均法求B 列出6个方程
前三个方程相加有 73.5=3.00gB +3A (1) 后三个方程相加有 206.1=7.50 gB +3A (2)
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5
表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，具有收缩趋势，所受合外力指向液体内部，因此有向液体内部运动的趋势，就是表面张力产生的原因。
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6
如果液面是水平的，则表面张力f也是水平的。当平衡时，沿周界的表面张力互相抵消。此时液体表面内外压相等，而且等于表面上的外压力P0。
液体表面张力系数的测定
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1
一、表面张力现象与形成条件
为什么水面上的小昆虫能在水面上行走，而不会沉入水中？
用水吹不出气泡，而洗衣粉水、肥皂水则可以？
2
大珠小珠落玉盘
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3
二、表面张力的定性解释
分子间既有引力作用又有斥力作用
f
d
o•
斥力
r0
引力
r
R
4
液体表面张力产生的原因是液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层。