第 九 章 表面现象

沸石是多孔固体，储存在小孔中的空气可提供成泡中心，使初形成的蒸气泡不是太小，气泡内的蒸气压与平面上的蒸气压相差不大，到达沸点时气泡上升，搅动溶液，保持正常的沸腾状态，所以，加了沸石可以防止暴沸。

6. 喷洒农药时，为什么要在农药中加表面活性剂？

答： 植物有自身保护功能，在叶子表面有蜡质物，可防止被雨水润湿，避免茎叶折断。如果农药是普通水溶液，与叶子表面的接触角大于90°，喷在植物上不能润湿叶子，成水滴淌下，达不到杀虫效果；加了表面活性剂以后，使农药表面张力下降，与叶子表面的接触角小于90°，能润湿叶子，提高杀虫效果。现在，有的农药在制备时就加了表面活性剂，制成乳剂等。

7. 用同一支滴管滴出相同体积的水、NaCl稀溶液和乙醇溶液，滴数是否相同？

答： 不相同。因为在密度相差不大的情况下，液滴的大小与表面张力有关。一般表面张力越大，在管端能悬挂的液滴体积也越大。所以，液体体积相同的情况下，表面张力最大的NaCl稀溶液的液滴最大，滴数最少。水居中，乙醇溶液的液滴最小，滴数最多。若液体密度相差大，还要考虑密度的影响。 8. 在水平放置的玻璃毛细管中分别加入少量的纯水和汞。毛细管中的液体两端的液面分别呈何种形状？如果分别在管外的右端处微微加热，管中的液体将向哪一方向移动？

答：纯水呈凹面，汞呈凸面。加入纯水的玻璃毛细管向左端移动；加入汞的玻璃毛细管向左端移动 9. 用三通活塞，在玻璃管的两端吹两个大小不等的肥皂泡，当将两个肥皂泡相通时，两个泡的大小有什么变化？

答：小泡变小，大泡变大，直到两边曲率半径相等时，又达到平衡。

这是因为肥皂泡是曲面，表面上有指向曲面圆心的附加压力。曲率半径越小，附加压力越大。小泡受的附加压力比大泡大，则内部的平衡压力也比大泡大。当活塞打开后，小泡中部分空气向大泡转移，所以小泡变小，大泡变大，直到两边曲率半径相等。

10. 在一个干燥洁净的茶杯中放入优质山泉水，快满时小心一颗一颗加入洁净沙子，会看到什么现象？若这时在液面上加一滴表面活性剂，情况又将如何？

答：小心加入沙子后，杯口液面会凸出杯面。因为优质山泉水中有丰富的矿物质，这些无机盐是非表面活性剂，使水的表面张力增大而能维持凸出杯面的水的重量。当加入表面活性剂后，表面张力迅速下降，无法维持凸出杯面水的重量，水沿杯壁淌下，凸面消失。

11. 在一盆清水的表面，平行放两根火柴棍。水面静止后，在火柴棍之间滴一滴肥皂水，两棍间距离是加大了还是缩小了？

第 九 章 表面现象

答： 纯水的表面张力为γ0 ，火柴棍放入后由于棍的两边的表面张力都是γ0，大小相等，方向相反，所以火柴棍能静止在水面不动。当两棍之间滴入肥皂水后，使这区域的表面张力降为 γ，棍的两边表面张力不等。因为γ0 >

γ

，所以两棍之间距离迅速增大。通常将γ0 -γ

的值称为表面压

。

12. 在纯水的液面上放一纸船，纸船显然不会自动航行。若在船尾靠水部分涂抹一点肥皂，再放入水中，情况又将如何？

答： 纸船放入静止的水面，以船底为边界，作用在上面的表面张力大小相等，方向相反，纸船当然静止不动。当船尾涂了肥皂后，由于表面活性剂的作用，尾部表面张力变小，头部表面张力未变，所以小船在这不等的表面张力作用下，自动向前方移动。

13. 设有内径大小一样大的a, b, c, d, e, f管和内径较大的g管一起插入水中，除了f 管内壁涂有石蜡外，其余全是洁净的玻璃管，若水在a管内液面升高的高度为h，试估计其余管内的水面高度？若先将水在各管内（c,d管除外）都灌到h的高度，再让其自动下降，结果又如何？

答： 各管情况如下：b 管与a管的液面一样高；c 管的液面到管口，弯月面形状与a管相似；d管的液面也到管口，弯月面形状与a管相似；e管的液面到粗管处，弯月面形状与a管相似；f管的液面下降，呈凸面；g管液面无变化。

自动下降时，其余不变，结果只有e有变化，e管的液面与a管的液面一样高。

14. 有一油水混合物，水的质量分数为75%，柴油为25%，明显的分为两层。如果将混合物强力搅拌得一均匀液体，但是静止后又会分两层，这是为什么？如果在混合溶液中加入适量的表面活性剂（乳化剂），在强力搅拌后，得到的均匀液体就不在分层，这又是为什么？

答：柴油与水是互不相溶的，当二者剧烈振荡时，可以相互分散成小液滴，这样一来，表

面能增大，这时又没有能降低表面能的第三种物质存在，因此这时为不稳定体系，体系有自动降低能量的倾向，分层后，体系能量降低，因此会自动分层。加入适量的表面活性剂（乳化剂），改善的它们之间的作用力，使其亲和力加强，故强力搅拌后，得到的均匀液体就不在分层。

c a b e f g d 第 九 章 表面现象

15. 洗涤剂中为什么要含磷？有什么害处？

答： 洗涤剂中要加多种成份，其中三聚磷酸钠作为助剂加入，含量可达20%以上。主要作用是提高润湿效果、增加洗涤剂碱度、促进油污乳化、减少不溶性沉淀在织物表面再沉积等作用。但是，洗涤废水排入江河以后，含磷成份促进藻类疯长，影响鱼虾繁殖。特别是江苏太湖受磷污染特别严重，沿湖几大城市已作出决定，自2000年1月1号开始，禁止使用含磷洗涤剂。

洗涤剂是印染生产中常用的表面活性剂之一，而洗涤剂在制造过程中一般加入一定量的三聚磷酸钠作助洗剂。三聚磷酸钠具有较强的络合作用，能将多价重金属离子络合。因此，织物在硬水中洗涤时能降低水的硬度。三聚磷酸钠还对微细无机粒子或油脂微滴具有分散、乳化、胶溶等作用，可提高污垢的悬浮能力，防止污垢再沉积到织物上去，从而大大提高洗涤剂的去污能力。三聚磷酸钠本身无毒、生物降解性良好，但三聚磷酸钠中的磷却是引起水体富营养化现象的一个重要因素。由于大量的含磷和含氮化合物流入江河等水体中，将引起水中藻类和浮游生物急剧生长与繁殖，随着藻类丛生、藻类层的加厚，阳光照射不到藻类层底部，致使底部藻类死亡而分解。而某些藻类在分解过程中还能产生毒素，造成鱼、虾等中毒、病变、死亡。这种现象称为水体富营养化现象。 16. 锄地保墒是什么意思？

答：大雨过后，泥土润湿，团粒结构受毛细压力作用彼此靠紧，形成无数毛细管并彼此联接，直通地面。地下水由于毛细作用顺着毛细管上升，到地面蒸发，直致耗尽，庄稼就会枯死。所以，雨过天晴后，一定要把土地表面的泥土锄松，切断与深层联结的毛细管，保持地下水不被蒸发，供庄稼使用。表层含有水份的毛细管也分散在植物周围，泥土是能被水润湿的，空气中的水份也可以在泥土的毛细管中凝结，这样保持了土壤的水分，使庄稼茂盛生长。 二、概念题 题号 选项 题号 选项 1 C 9 B 2 D 10 B 3 B 11 A 4 C 12 D 5 B 13 A 6 B 14 A 7 C 15 C 8 C 1. 下列说法中不正确的是（ ）。

（A）生成的新鲜液面都有表面张力 （B）平面液体没有附加压力

（C）弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心 （D）弯曲液面的附加压力指向曲率中心 答：（C）表面张力的方向总是与表面相切。

2. 液体在毛细管中上升的高度与下列那一个因素无关（ ）。

第 九 章 表面现象

（A）温度 （B）液体密度 （C）重力加速度 （D）大气压力

答：（D）由于弯曲液面下有附加压力，使液体在毛细管中上升或下降，上升或下降的高度只与液体的性质和毛细管的半径等因素有关。而与大气压力无关。

3. 把玻璃毛细管插入水中，凹面下液体所受的压力 p 与平面液体所受的压力 p0相比（ ）。

（A） p = p0 （B）p < p0 （C）p > p0 （D）不确定

答：（B）凹面的附加压力方向与外压相反，曲率半径取负值，附加压力与外压相减，所以凹面下液体所受的总压力小于平面液体所受的压力。

4. 将一毛细管端插入水中，毛细管中水面上升 5 cm，若将毛细管向下移动，留了 3 cm 在水面，试问水在毛细管上端的行为是（ ）。

（A）水从毛细管上端溢出 （B）毛细管上端水面呈凸形弯月面 （C）毛细管上端水面呈凹形弯月面 （D）毛细管上端水面呈水平面

答：（C）水在毛细管中上端水面的形状决定于接触角，水能润湿玻璃毛细管，上端水面呈凹形弯月面，这不会因毛细管的长短而改变。

5. 有一飘荡在空气中的球形液膜，内部也是空气。若其直径为 2×10-3 m，表面张力为 0.07 N·m-1，则液膜

所受总的附加压力为（ ）。

（A）0.14 kPa （B）0.28 kPa （C）0.56 kPa （D）0.84 kPa

答：（B）飘荡在空气中的球形液膜有两个气-液界面，一个凸球面和一个凹球面，附加压力都指向球心，液膜所受总的附加压力是相同半径球形液膜的两倍。

6. 在相同温度和压力下, 凹面液体的饱和蒸气压 pr与水平面液体的饱和蒸气压 p0相比（同一种液体）（ ）。

（A）pr= p0 （B）pr< p0 （C）pr> p0 （D）不能确定

答：（B）凹面的附加压力方向与外压相反，曲率半径取负值，根据Kelvin 公式计算，凹面液体的饱和蒸气压小于平面液体的饱和蒸气压。

7. 用同一滴管分别滴下 1 cm3 NaOH 水溶液、 水、乙醇水溶液, 各自的滴数为（ ）。

（A）水15 滴，NaOH 水溶液 18 滴，乙醇水溶液 25 滴 （B）水18 滴，NaOH 水溶液 25 滴，乙醇水溶液 15 滴 （C）水18 滴，NaOH 水溶液 15 滴，乙醇水溶液 25 滴 （D）三者的滴数皆为18 滴