洗滌劑和表面張力

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介紹

玻璃窗片不會粘在一起的原因是內聚力。洗滌劑中的表面活性劑可以有效降低水的表面張力。日常生活中，我們經常用洗滌劑和水的混合物來清潔各種物品，因為單用水無法達到理想的清潔效果。表面活性劑在水中充當一種擴散劑，透過連線水和油脂將其散佈在油脂上，當水被排出時，會將所有汙垢和其他不需要的物質帶走。這些行為變化是表面張力產生的結果之一。

表面張力

表面張力是指液體內部的分子對液麵上的分子施加的吸引力。液麵上的傾斜度會影響液體形成形狀，使其表面積最小（Kibron，2022）。此外，液體分子可以與附近的其他分子相互作用。分子會被吸引到同一物質的分子，這也被稱為內聚力，它可以比附著力更強烈地吸引分子。水滴的圓形形狀就是內聚力導致的結果。

當一個物體落在某個物質的表面時，它會施加力使水分子與其分離。如果物體的重量不足以克服物質表層分子之間的吸引力，那麼物體就不會穿透表面。

圖 1：水的表面張力

洗滌劑的表面張力

烴鏈末端的鈉 (NA) 或鉀 (K) 原子形成了由這些原子形成的鹽。洗滌劑分子通常具有獨特的性質，可以使洗滌劑與水的表面混合。這會降低洗滌劑與水分子混合後的表面張力。

圖 2：洗滌劑分子對錶面張力的影響

洗滌劑分子是由一條長烴鏈和一端的一個離子簇組成的。這些分子通常帶負電荷，形成陰離子。洗滌劑或肥皂中存在的這些電荷會被可溶性反離子捕獲，例如“Na⁺ 或 K”。然而，長烴鏈與水分子不能很好地相互作用，其中許多實際上會被擠到水和空氣之間的介面（Nagwa，2022）。這些分子對水錶面的影響是顯著降低那裡水分子之間的力，從而降低表面張力。

新增洗滌劑後水的表面張力

圖 3：新增洗滌劑時的表面張力

洗滌劑對錶面張力的影響是使水分子產生斥力。由於這一事件，分子不會粘附在玻璃的表面。這是水分子內聚力產生的結果。表面活性劑是表面活性物質，它會改變水分子。由於洗滌劑的表面活性劑作用於水分子，因此更容易確定水中較低的表面張力。

當一定量的洗滌劑溶解在水中時，水的表面張力值開始下降。這種變化的功能元件遵循毛細管上升法（Qazi *等*。2020）。由於這一事件，洗滌劑可以擴散到浸入混合物中進行清潔的更大範圍的材料上，因此它被稱為清潔劑。

影響表面張力的因素

以下因素會透過新增肥皂洗滌劑影響水的表面張力，並且很容易發現內聚力的作用。

表面活性劑

這是一種特殊的物質，有助於降低以下液體的表面張力。表面活性劑與水分子結合並降低其初始表面張力。

化學新增劑

它改變了表面張力的成分。當任何隨機化學物質與物質混合時，它都會改變表面張力。水分子中的表面活性劑是化學擴充套件的最佳例子，例如新增洗滌劑以最小化水的表面張力值。

氧化

它對錶面張力值有直接影響。氧化是環境中氧氣含量產生的天然成分之一，它有助於降低分子表面張力的初始值（Song *等*。2021）。

溫度

溫度是影響水錶面張力降低的有效因素。水和洗滌劑混合物中的分子可以變得更具功能性，並使溫度升高（Lyubimova *等*。2021）。

結論

在本教程中，討論了在水中新增少量洗滌劑後，水的表面張力如何降低。洗滌劑或液體肥皂中存在的化學物質可以改變水分子。具體來說，由於表面活性劑反應形成的氣泡可以有效降低表面張力並施加重力。液體分子之間的吸引力可以歸咎於水錶面張力值的改變。

常見問題

Q1. 什麼是表面活性劑？

答：表面活性劑是一種型別的化學化合物，用於降低所用物品（可以是液體或氣體）的表面張力值。

Q2. 什麼是理想流體？

答：不能壓縮且新增任何其他物質後速度不下降的流體通常被稱為理想流體。此外，在現實世界中不存在假想的流體。