【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的注解。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。

第五章液体的性质

【山话||  本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿；功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳；热量的单位卡路里等于4.186焦耳。另外这套老教材中的力的单位常用公斤，如今是不允许的，力是不能使用公斤为单位的。】

§5-7浸润现象

【01】前面曾经谈到，如果液体的表面跟气体（空气）相邻，那么，在液体表面层中的分子都受到一个指向液体内部的力的作用，而使液体的表面趋向于收缩，这种现象是没有例外的。在这一节中，我们要讨论液体跟固体接触面上的一些现象。跟固体接触的液体薄层叫做附着层。

【02】在§5-1中，我们已经看到，放在玻璃板上的小水银滴是呈球形的，也就是说，跟玻璃接触时，水银接触面具有收缩的趋势。然而是不是放在固体表面上的液滴总是能够成为球形的呢？如果我们用稀硫酸把锌板擦干净后，再在板上放一滴水银，我们将会看到，水银慢慢地沿锌板散开，而不再呈球形。

【03】这时，水银跟锌板的接触面并不是在减小，而是在增大。会放在玻璃板上的水滴也会慢慢地沿玻璃板散开；而放在石蜡板上的小水滴却能够成为球形。

【04】由此可见，当液体跟固体接触时，会出现两种不同的现象：液滴成为球形，即液体跟固体的接触面有收缩的趋势；液滴沿固体表面散开，即液体跟固体的接触面有扩大的趋势。我们把第一种情形叫做液体不浸润固体，第二种情形叫做液体浸润固体。

【05】在上面的例子中，我们看到，某种液体能够浸润一种固体而不能浸润另一种固体，例如水银能够浸润洁净的锌，却不能浸润玻璃；水能够浸润玻璃，却不能浸润石蜡。

【06】怎样来解释这种差别呢？我们记得，液体表面分子所以力图进入液体内部而使液体表面层收缩，这是由于气体分子对表面层中的液体分子几乎没有吸引力的缘故，而当液体跟固体接触时，附着层中的液体分子，一方面受到液体内部分子的作用（内聚力），另一方面受到固体分子的作用（附着力）。液体分子跟固体分子之间的附着力是非常显著的，因此，液体是否浸润固体要看内聚力和附着力那一个大来决定。如果内聚力大于附着力，那么，液体不浸润固体，而在固体表面上的小液滴呈球形；相反，如果附着力大于内聚力，那么，液体浸润固体，液滴将沿固体表面散开。

【07】我们可以用实验来证实上述结论的正确性。把一根玻璃棒插入水银中，然后将它抽出，这时可以看到，脱离水银后的玻璃棒是完全干净的，并不沾有水银。这表示玻璃分子跟水银分子之间的附着力小于水银分子之间的内聚力。因此，水银不浸润玻璃。

【08】如果把玻璃棒插入水中，那么当玻璃棒从水中抽出时，我们会看到棒被水沾湿了。这表示水和玻璃之间的附着力大于水分子之间的内聚力。所以，水能够浸润玻璃。

【09】下面我们来讨论液体跟固体器壁接触处液面的形状。我们已经知道，在较大的容器中，离器壁稍远处的液面总是水平的。然而，器壁附近的液体表面却总是呈弯曲的形状，至于向上弯还是向下弯，则要看液体是否浸润器壁。

【10】如果液体能够浸润器壁，那么，由于液体分子跟固体器壁分子之间的附着力大于液体分子之间的内聚力，因而液体紧附在器壁上，并有沿器壁展开的趋势，这时接触处的液面向上弯曲（图5·12(a)），如水和玻璃容器接触处的情况。

【11】如果液体不能浸润器壁，例如将水银放在玻璃容器中时，液面在容器附近的形状如图5·12(b)所示，是向下弯曲的。这是因为水银分子之间的内聚力大于水银分子跟玻璃器壁分子之间的附着力，因而水银有离开器壁而收缩的趋势。

【12】在大的容器中，只有在器壁附近才能看到液面的弯曲现象；但是，在很小的容器中，这种现象就十分显著，以致整个液面形成凹形（液体浸润器壁）或凸形（液体不浸润器壁）（图5·13）。这种凹形液面或凸形液面叫做弯月面。

习题5-7

1、能不能用钢笔在油纸上写出字来？为什么？ 

2、为什么丝绸不能拭干湿的手？

3、在盛煤油的铁罐的外表面上为什么总是覆有一薄层煤油？

4、为了把液体灌入细口瓶中去，我们可以将一根洁净的玻璃细棒插入瓶中，然后使液体沿着细棒流入瓶内。说明这种方法的依据，是否对所有液体都能采用这种方法？

5、焊接金属物件时，为什么必须先将金属表面用焊液清除干净？

6、润滑剂是否一定要能够浸润相互摩擦着的金属表面？试说明理由。

7、人造地球卫星里的容器中所盛的液体，如果它浸润器壁，会发生什么现象？如果它不浸润器壁，又将发生什么现象？[提示：注意人造地球卫星中物体的失重现象]【浸润液体沿容器壁流散，不浸润液体则呈球形】

8、能否根据玻璃滴管滴下的滴数来计算水银的重量？为什么？