面张力的单位 mN/m (毫牛/米) 表示 毫牛顿每米。
的含义可以从下面内容多少方面领会:
. 拆解单位:
mN: 毫牛顿 。1 牛顿 (N) = 1000 毫牛顿 (mN)。牛顿是力的单位。
m: 米。长度单位。
mN/m: 毫牛顿每米。表示单位长度上的力。
. 物理意义:
表面张力是液体表面层分子相互吸引、试图收缩表面的动向。
想象在液体表面画一条假想的线。表面张力 γ 就定义为 影响在这条单位长度线段上的力,路线与该线段垂直并平行于液面,使液面收缩。
单位 mN/m 直接描述了 需要多大的力来对抗液体收缩的动向,以维持这条单位长度的线段不被拉回。例如:
水的表面张力大约是 72 mN/m (20°C)。由此可见,要维持液体表面上一条 1 米长的线段张开,需要施加一个与液面相切、垂直于该线段、大致为 72 毫牛顿 (0.072 牛顿) 的力。
. 与 SI 基本单位的关系:
SI 单位制中,力的基本单位是牛顿 (N),长度的基本单位是米 (m)。
牛顿又可以表示为千克·米/秒2 (kg·m/s2)。
表面张力的单位也可以看作是:
N/m = (kg·m/s2) / m = kg/s2
mN/m = 103 kg/s2。虽然这是等效的表达,但 mN/m (毫牛顿每米) 是最常用和最直观的表示表面张力的单位。
. 与旧单位的关系:
过去常用 达因每厘米 (dyn/cm)。
1 牛顿 (N) = 100, 000 达因 (dyn)。
1 N/m = 1, 000 dyn / 100 cm = 10 dyn/cm。
因此:
1 mN/m = 0.001 N/m = 0.001 10 dyn/cm = 0.01 dyn/cm
1 dyn/cm = 0.1 mN/m = 0.001 N/m
例如,水的表面张力 72 mN/m 就等于 72 dyn/cm(由于 72 mN/m 10 = 720 dyn/cm 错了!正确换算:72 mN/m (1 dyn/cm / 0.1 mN/m) = 72 / 0.1 = 720 dyn/cm。更简单的:1 mN/m = 1 dyn/cm不对,1 mN/m = 1 dyn/cm根据上面:1 mN/m = 0.01 dyn/cm也不对。关键点:1 N/m = 1000 dyn / 100 cm = 10 dyn/cm。因此 1 mN/m = 0.001 N/m = 0.001 10 dyn/cm = 0.01 dyn/cm。反过来,1 dyn/cm = 0.1 mN/m = 0.001 N/m。因此水的 72 mN/m = 72 / 0.1 dyn/cm = 720 dyn/cm)。实际上,数值上是 1 mN/m = 1 dyn/cm。由于:
1 N = 10 dyn
1 m = 100 cm
1 N/m = 10 dyn / 100 cm = 103 dyn/cm = 1000 dyn/cm
1 mN/m = 103 N/m = 103 1000 dyn/cm = 1 dyn/cm
数值上 1 mN/m = 1 dyn/cm。水的 72 mN/m 也就等于 72 dyn/cm。mN/m 和 dyn/cm 在数值上是相等的。这是最方便的对应关系。
mN/m 的意思是 毫牛顿每米。
它描述了 液体表面单位长度上承受的收缩力。
它是国际通用的标准单位,直观地反映了表面张力的本质(力除以长度)。
与旧单位达因每厘米 (dyn/cm) 在数值上相等:1 mN/m = 1 dyn/cm。
会这个单位的关键在于认识到表面张力是力影响在单位长度上的概念。