液面蕴张力,滴水藏乾坤

董禹铜 许慧玲 赵与程 张泽新 王颖

引用本文: 董禹铜, 许慧玲, 赵与程, 张泽新, 王颖. 液面蕴张力,滴水藏乾坤[J]. 大学化学, 2024, 39(6): 357-365. doi: 10.3866/PKU.DXHX202312022 shu
Citation:  Yutong Dong,  Huiling Xu,  Yucheng Zhao,  Zexin Zhang,  Ying Wang. The Hidden World of Surface Tension and Droplets[J]. University Chemistry, 2024, 39(6): 357-365. doi: 10.3866/PKU.DXHX202312022 shu

液面蕴张力,滴水藏乾坤

摘要: 本实验以日常生活中常见的表面张力现象为切入点,结合现有文献方法,系统优化科普实验。首先,丙二醇和水以不同的体积比相互溶解,并加入不同颜色的食用色素来代表不同浓度的丙二醇溶液。然后,将不同浓度的丙二醇溶液滴加到亲水处理过的玻璃板上。由于蒸发梯度的不平衡和表面张力的不均匀,小液滴在玻璃板上表现出各种运动行为,如“追逐”和“跳舞”。此外,小液滴可以准确避开与自身浓度不同的液滴,并选择与自身浓度相同的“同类”液滴融合。这些现象反映了一系列与蒸发梯度和表面张力有关的物理化学原理。本实验的化学品安全易得,主要装置是团队自制的。实验操作简单,原理简单易懂。中小学生和幼儿园的孩子在家长的引导下可以清楚地观察到不同颜色小液滴的追逐和融合现象;该实验绿色、安全、美观,有利于培养大众,特别是中小学生对物理化学现象的浓厚兴趣。

English

    1. [1]

      傅献彩,沈文霞,姚天扬,侯文华.物理化学下册.第5版.北京:高等教育出版社, 2005:311-323.

    2. [2]

      Wenzel, R.N. Ind. Eng. Chem. 1936, 28, 988.Wenzel, R.N. Ind. Eng. Chem. 1936, 28, 988.

    3. [3]

      Bascom, W.D.; Cottington, R. L.; Singleterry, C. R. Adv. Chem. 1964, 43,355.Bascom, W.D.; Cottington, R. L.; Singleterry, C. R. Adv. Chem. 1964, 43,355.

    4. [4]

      Thomson,J. Phil. Mag. 1855, 10, 330.Thomson,J. Phil. Mag. 1855, 10, 330.

    5. [5]

      Barthlott,W.; Neinhuis, C. Planta 1997, 202 (1), 1.Barthlott,W.; Neinhuis, C. Planta 1997, 202 (1), 1.

    6. [6]

      Pollack,M.G.; Fair, R. B.; Shenderov, A. D. Appl. Phys. Lett. 2000,77 (11), 1725.Pollack,M.G.; Fair, R. B.; Shenderov, A. D. Appl. Phys. Lett. 2000,77 (11), 1725.

    7. [7]

      Zhang, X.;Shi, F.; Niu, J.; Jiang, Y.; Wang, Z. J. Mater. Chem. 2008,18 (6), 621.Zhang, X.;Shi, F.; Niu, J.; Jiang, Y.; Wang, Z. J. Mater. Chem. 2008,18 (6), 621.

    8. [8]

      Hoke, B.C., Jr.; Patton, E. F. J. Chem. Eng. 1992, 37 (3),331.Hoke, B.C., Jr.; Patton, E. F. J. Chem. Eng. 1992, 37 (3),331.

    9. [9]

      Cira, N.J.; Benusiglio, A.; Prakash, M. Nature 2015, 519 (7544),446.Cira, N.J.; Benusiglio, A.; Prakash, M. Nature 2015, 519 (7544),446.

    10. [10]

      Brzoska,J. B.; Brochard-Wyart, F.; Rondelez, F. Langmuir 1993, 9 (8),2220.Brzoska,J. B.; Brochard-Wyart, F.; Rondelez, F. Langmuir 1993, 9 (8),2220.

    11. [11]

      Ichimura,K.; Oh, S.-K.; Nakagawa, M. Science 2000, 288 (5471),1624.Ichimura,K.; Oh, S.-K.; Nakagawa, M. Science 2000, 288 (5471),1624.

    12. [12]

      Gallardo,B. S.; Gupta, V. K.; Eagerton, F. D.; Jong, L. I.; Craig, V. S.; Shah, R. R.;Abbott, N. L. Science 1999, 283 (5398), 57.Gallardo,B. S.; Gupta, V. K.; Eagerton, F. D.; Jong, L. I.; Craig, V. S.; Shah, R. R.;Abbott, N. L. Science 1999, 283 (5398), 57.

    13. [13]

      Style, R. W.;Che, Y.; Park, S. J.; Weon, B. M.; Je, J. H.; Hyland, C.; German, G. K.; Power,M. P.; Wilen, L. A.; Wettlaufer, J. S.; et al. Proc. Natl. Acad. Sci.2013, 110 (31), 12541.Style, R. W.;Che, Y.; Park, S. J.; Weon, B. M.; Je, J. H.; Hyland, C.; German, G. K.; Power,M. P.; Wilen, L. A.; Wettlaufer, J. S.; et al. Proc. Natl. Acad. Sci.2013, 110 (31), 12541.

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  0
  • 文章访问数:  127
  • HTML全文浏览量:  23
文章相关
  • 发布日期:  2024-04-26
  • 收稿日期:  2023-12-04
  • 修回日期:  2024-02-04
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章