针浮在水上什么原理

针浮在水上什么原理,第1张

针浮在水上什么原理

将针小心地平放在水面上,这根针会平稳地浮在水面上,而假如把一根针往水里一丢,针就会沉入水底。如果将针在鼻子或者头发上摩擦一会儿,从而使其有一层油膜,就更易漂在水面上了。其原理是由于液体的表面张力,即来源于液体分子之间的“范德华力”。

每种液体表面强力作用,从而使表面形成像拉紧的橡皮膜一样的东西,水也一样,所以放在水面上的东西,只要不压破这层表面,就会被托着。

当针浮在水面时,在针的周围,水面是往下凹的。这就说明,针因为重力要往下沉,但水面却把针托着,因此针就漂在水面上了。

范德华力一般指分子间作用力,又称范德瓦尔斯力(van der Waals force)。是存在于中性分子或原子之间的一种弱碱性的电性吸引力。分子间作用力(范德瓦尔斯力)有三个来源:①极性分子的永久偶极矩之间的相互作用。②一个极性分子使另一个分子极化,产生诱导偶极矩并相互吸引。③分子中电子的运动产生瞬时偶极矩,它使邻近分子瞬时极化,后者又反过来增强原来分子的瞬时偶极矩;这种相互耦合产生静电吸引作用,这三种力的贡献不同,通常第三种作用的贡献最大。

范德华力(又称分子作用力)产生于分子或原子之间的静电相互作用。其能量计算的经验方程为:U =B/r12- A/r6 (对于2 个碳原子间,其参数值为B =11.5 ×10-6 kJ·nm12/mol ;A=5.96 × 10-3 kJ·nm6/mol;不同原子间A、B 有不同取值)当两原子彼此紧密靠近电子云相互重叠时,发生强烈排斥,排斥力与距离12 次方成反比。低点是范德华力维持的距离作用力最大,称范德华半径。分子引力与距离6次方成反比,分子斥力与距离12次方成反比。

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