弯液面
编辑半月板(复数:menisci,来自希腊语,意为新月)是液体上表面靠近容器或其他物体表面的曲线,由表面张力产生。
当液体颗粒与容器之间的吸引力(粘附力)超过液体颗粒彼此之间吸引力(内聚力)的一半时,就会出现凹弯月面,从而导致液体爬上容器壁(参见 表面张力#原因)。 这发生在水和玻璃之间。 树液、蜂蜜和牛奶等水基液体在玻璃或其他可润湿容器中也有凹弯月面。
相反,当粘附能小于内聚能的一半时,就会出现凸弯月面。 例如,在气压计和温度计中的水银和玻璃之间会出现凸弯月面。
通常,液体表面的形状可能很复杂。 对于足够小的圆管,弯液面的形状将近似于球面的一部分,而对于大容器,液体的大部分上表面几乎是平坦的,只是向上弯曲(如果凹陷)或向下弯曲( 如果凸)靠近边缘。
接触角与表面张力
编辑弯月面的形成常用于表面科学,以测量接触角和表面张力。 在接触角测量中,半月板的形状是用天平或用数码相机光学测量的。 在表面张力测量中,测量探头的接触角为零,表面张力可以通过测量半月板的质量来获得。 这通常使用 Wilhelmy 板完成。
体积测量
编辑当读取装满液体的仪器(例如水位仪)侧面的深度刻度时,必须考虑弯月面以获得准确的测量结果。 深度必须在半月板处于视线水平(以消除视差误差)和半月板中心测量,即凸半月板的顶部或凹半月板的底部。
玻璃器皿和其他工具的制造商校准他们的测量标记以说明弯液面。 这意味着任何仪器都针对特定液体(通常是水)进行校准。
毛细作用
编辑半月板是毛细管作用的一种表现形式,表面粘附将液体向上拉以形成凹形半月板,或者内部凝聚力将液体向下拉以形成凸形半月板。 这种现象在植物的蒸腾作用中很重要。 当通常称为毛细管的窄孔管浸入液体中并且液体润湿管(接触角为零)时,管内的液体表面形成凹弯月面,这是一个几乎具有球形的表面 相同的半径,r,作为管的内部。 管子受到大小为 2πrσ 的向下力,其中 σ 是液体的表面张力。
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