"水的表面張力"實驗研究報告 |
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| 八. 研究總結及建議 1. 研究總結 液體的表面就像綳緊的橡皮膜一樣，表面有張力，當其中一邊的力量消失時，拉力便會跑去另一邊，而這種拉力，就是「表面張力」。 離水面愈高放置物件，物件的便「衝力」愈大，愈能衝破表面張力而下沉在水裏。 用平放方式放置物件，物件接觸水面的面積較大，所以壓力較小，容易被表面張力支撐。 不同的液體(自來水、糖水、鹽水)，在常?29oC時的表面張力都不相同； 同一液體，在不同的?度下(5oC、29oC、78oC)的表面張力都不相同； 表面張力的大小會隨著液體的溫度變化，而有所改變，當溶液的溫度愈高時，其表面張力就會變小；反之，溶液的溫度愈低時，其表面張力就會變大。原因是液體?度愈低，液體的分子愈緊密，表面張力也愈大。 肥皂水、鹽水、洗潔精、米酒、鼓油等會破壞水的表面張力，它們都是界面活性劑。洗潔精和肥皂水都能破壞水的表面張力，而且威力最強；米酒、鹽水、鼓油、醋都能破壞水的表面張力，但威力不算強，都不算是界面活性劑；而油、糖水、汽水、綠茶，沒有破壞水的表面張力，它們都不是界面活性劑。 濃度不同的液體，它們的表面張力也不同； 濃度愈高的鹽水和糖水，因為它們都不是界面活性劑，溶液間分子吸力增強，而使表面張力增大； 肥皂水和洗衣粉這兩種界面活劑會破壞水的張力，所以當濃度愈高，表面張力也就愈細了。 油的表面張力比水小，所以能在水面不斷擴散，形成一層一層圈圈的特牲，如加上墨汁的配合，用紙印下來便能做出美麗的浮水印畫。 如果表面張力大於物體作用在上面的壓力，即表面張力可以撐起物體，使其漂浮在水面上。 己經裝滿液體的杯子，加入硬幣後不會溢出，液體表面會成球狀突起，是因為液體有表面張力。 溫度的高低對表面張力亦有影響，水溫愈高，表面張力愈小。這是因為加熱後液體間的分子活動較快速，所以造成表面張力的降低。相反，水溫愈低，分子間的活動較穩定，所以表面張力較強。 經過10種溶液的測試，我們發現肥皂水和洗潔精對表面張力的破壞力最強。 從選出4種溶液、4種濃度的比較中，我們發現溶液的濃度越大，其表面張力越小；反之，溶液的濃度愈小，其表面張力愈大。 我們發現水的表面張力可以解釋日常生活上的現象，如水滴是圓形的、水黽能在水面行走等等。 2. 檢討與建議 由於放置鋁片時的方式是用人工的方式，所以不能十分精確，建議只能由一個人放置，以減少誤差； 測量表面張力時，需要「小心翼翼」地把小東西、小物品放進容器中，因為一不小心手都會去沾到滿出來的水，影響實驗結果； 用硬幣個數作為表示水表面張力的單位，不是國際認可的，但總算是最容易找到的而重量相差不多的「砝碼」；但如果可以的話，可多找幾種小物品來試一試。 用爽身粉來觀察界面活性劑破壞水表面張力的情形，是很好的方法，但較難灑得均勻，以至於影響爽身粉裂開的幅度。 利用水的表面張力製作浮水畫時，建議可以多用不同顏色的墨水，使圖案效果更佳。 |
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