洗涤剂和表面张力

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介绍

玻璃窗片不会粘在一起的原因是内聚力。洗涤剂中的表面活性剂可以有效降低水的表面张力。日常生活中，我们经常用洗涤剂和水的混合物来清洁各种物品，因为单用水无法达到理想的清洁效果。表面活性剂在水中充当一种扩散剂，通过连接水和油脂将其散布在油脂上，当水被排出时，会将所有污垢和其他不需要的物质带走。这些行为变化是表面张力产生的结果之一。

表面张力

表面张力是指液体内部的分子对液面上的分子施加的吸引力。液面上的倾斜度会影响液体形成形状，使其表面积最小（Kibron，2022）。此外，液体分子可以与附近的其他分子相互作用。分子会被吸引到同一物质的分子，这也被称为内聚力，它可以比附着力更强烈地吸引分子。水滴的圆形形状就是内聚力导致的结果。

当一个物体落在某个物质的表面时，它会施加力使水分子与其分离。如果物体的重量不足以克服物质表层分子之间的吸引力，那么物体就不会穿透表面。

图 1：水的表面张力

洗涤剂的表面张力

烃链末端的钠 (NA) 或钾 (K) 原子形成了由这些原子形成的盐。洗涤剂分子通常具有独特的性质，可以使洗涤剂与水的表面混合。这会降低洗涤剂与水分子混合后的表面张力。

图 2：洗涤剂分子对表面张力的影响

洗涤剂分子是由一条长烃链和一端的一个离子簇组成的。这些分子通常带负电荷，形成阴离子。洗涤剂或肥皂中存在的这些电荷会被可溶性反离子捕获，例如“Na⁺ 或 K”。然而，长烃链与水分子不能很好地相互作用，其中许多实际上会被挤到水和空气之间的界面（Nagwa，2022）。这些分子对水表面的影响是显著降低那里水分子之间的力，从而降低表面张力。

添加洗涤剂后水的表面张力

图 3：添加洗涤剂时的表面张力

洗涤剂对表面张力的影响是使水分子产生斥力。由于这一事件，分子不会粘附在玻璃的表面。这是水分子内聚力产生的结果。表面活性剂是表面活性物质，它会改变水分子。由于洗涤剂的表面活性剂作用于水分子，因此更容易确定水中较低的表面张力。

当一定量的洗涤剂溶解在水中时，水的表面张力值开始下降。这种变化的功能组件遵循毛细管上升法（Qazi *等*。2020）。由于这一事件，洗涤剂可以扩散到浸入混合物中进行清洁的更大范围的材料上，因此它被称为清洁剂。

影响表面张力的因素

以下因素会通过添加肥皂洗涤剂影响水的表面张力，并且很容易发现内聚力的作用。

表面活性剂

这是一种特殊的物质，有助于降低以下液体的表面张力。表面活性剂与水分子结合并降低其初始表面张力。

化学添加剂

它改变了表面张力的成分。当任何随机化学物质与物质混合时，它都会改变表面张力。水分子中的表面活性剂是化学扩展的最佳例子，例如添加洗涤剂以最小化水的表面张力值。

氧化

它对表面张力值有直接影响。氧化是环境中氧气含量产生的天然成分之一，它有助于降低分子表面张力的初始值（Song *等*。2021）。

温度

温度是影响水表面张力降低的有效因素。水和洗涤剂混合物中的分子可以变得更具功能性，并使温度升高（Lyubimova *等*。2021）。

结论

在本教程中，讨论了在水中添加少量洗涤剂后，水的表面张力如何降低。洗涤剂或液体肥皂中存在的化学物质可以改变水分子。具体来说，由于表面活性剂反应形成的气泡可以有效降低表面张力并施加重力。液体分子之间的吸引力可以归咎于水表面张力值的改变。

常见问题

Q1. 什么是表面活性剂？

答：表面活性剂是一种类型的化学化合物，用于降低所用物品（可以是液体或气体）的表面张力值。

Q2. 什么是理想流体？

答：不能压缩且添加任何其他物质后速度不下降的流体通常被称为理想流体。此外，在现实世界中不存在假想的流体。