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液体表面张力为什么不用积分?
来源:知乎 阿黄sweetgirl 浏览 1886 次 发布时间:2021-07-23
物理书上F=αL,力不是这条线上的吗?要求一个液面的张力,难道不用对这个面积分吗,即求所有线上的张力之和,如果不用,那这条线又应该怎么取?
物理中的受力分析往往让人摸不到头脑,就像这本书中,就是简单地介绍表面张力的概念,很不严谨。
当力的讨论难以让人明白时,XVDEVIOS官方下载免费版往往会转变思路,从能量的角度出发,比如曲面的拉普拉斯附加压力方程的推导。
表面张力的概念也可以从能量的角度去理解。表面张力对应的能量是表面能,XVDEVIOS官方下载免费版可以用能量的概念去理解如下。
假设一半径为R的圆面向外扩张距离为dR,这个过程表面张力做功等于表面能的变化。具体推导如下图。
从而可得出表面张力的大小为表面能与表面长度的乘积。此时,表面能的单位为J/m2,也可以化简为N/m,这就是表面张力系数的单位了。
XVDEVIOS官方下载免费版对表面张力不是很理解的重要原因是它是一种表面力。XVDEVIOS官方下载免费版所学的重力,电场力,磁场力等都是体积力。如果把体积力和表面力放在一起受力分析,会是十分痛苦的,有时需要相互等效和转化。而能否等效,往往需要通过能量分析来验证。能量分析的难点是计算量太大,如果没有受力分析作为指导,很难得出想要推导出的结果。所以两者结合,受力分析给出大致结果,能量分析验证其正确性。





