109年:呼治儀器(2)
下列那一個物質表面張力最大?
A水(溫度20℃)
B全血(溫度37℃)
C血漿(溫度37℃)
D汞(溫度17℃)
詳細解析
本題觀念:
表面張力(surface tension)是液體分子間內聚力(cohesive force)造成液體表面自然收縮的力,不同液體因分子間作用力強弱不同,表面張力差異很大,汞(水銀)因金屬鍵結內聚力極強,是常見液體中表面張力最大者,這個概念也是理解肺泡穩定性與呼吸生理的重要基礎。
選項分析
- (A) 水(20℃) ❌ 表面張力約 72.8 dyne/cm,雖高於血液與血漿,但遠低於汞,兩者差距約六倍。
- (B) 全血(37℃) ❌ 全血因含血球與蛋白質,表面張力略低於水,約 55-60 dyne/cm 左右,並非四者最高。
- (C) 血漿(37℃) ❌ 血漿含表面活性蛋白質(如白蛋白),表面張力更低,約 50-55 dyne/cm,是四者中數值最低者。
- (D) 汞(17℃) ✅ 正確答案,見下方解析。
答案解析
汞的原子間以金屬鍵結合,內聚力遠大於一般液體分子間的凡得瓦力或氫鍵,因此表面張力極高,約在 465-487 dyne/cm 之譜,是水的六倍以上,也是目前常見液態物質中表面張力最大者之一。這也是水銀溫度計中汞柱表面會呈凸出的彎月面(convex meniscus),而水在玻璃管中呈凹面的原因:汞分子間內聚力大於汞與玻璃間的附著力(adhesive force),水則相反,附著力大於內聚力。血漿與全
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