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表面效應
應用于人工降雨等領(lǐng)域的效應
表面效應指隨著(zhù)顆粒直徑的變小，比表面積將會(huì )顯著(zhù)地增加，顆粒表面原子數相對增多，從而使這些表面原子具有很高的活性且極不穩定，致使顆粒表現出不一樣的特性，這就是表面效應。英文翻譯：Surface Effect。
原理介紹
球形顆粒的表面積與直徑的平方成正比，其體積與直徑的立方成正比，故其比表面積（表面積/體積）與直徑成反比。隨著(zhù)顆粒直徑變小，比表面積將會(huì )顯著(zhù)增大，說(shuō)明表面原子所占的百分數將會(huì )顯著(zhù)地增加。對直徑大于0.1微米的顆粒表面效應可忽略不計，當尺寸小于0.1微米時(shí)，其表面原子百分數激劇增長(cháng)，甚至1克超微顆粒表面積的總和可高達100平方米，這時(shí)的表面效應將不容忽略。
隨著(zhù)納米材料粒徑的減小，表面原子數迅速增加。例如當粒徑為10nm時(shí)，表面原子數為完整晶粒原子總數的20%；而粒徑為1nm時(shí)，其表面原子百分數增大到99%；此時(shí)組成該納米晶粒的所有約30個(gè)原子幾乎全部分布在表面。由于表面原子周?chē)鄙傧噜彽脑樱河性S多懸空鍵，具有不飽和性，易與其他原子相結合而穩定下來(lái)，故表現出很高的化學(xué)活性。隨著(zhù)粒徑的減小，納米材料的表面積、表面能及表面結合能都迅速增大。
保存方式
超微顆粒的表面具有很高的活性，在空氣中金屬顆粒會(huì )迅速氧化而燃燒。如要防止自燃，可采用表面包覆或有意識地控制氧化速率，使其緩慢氧化生成一層極薄而致密的氧化層，確保表面穩定化。利用表面活性，金屬超微顆?？赏蔀樾乱淮母咝Т呋瘎┖唾A氣材料以及低熔點(diǎn)材料。
凝聚態(tài)
大量的原子世界的分子、原子、離子聚集成各種固體、液體、氣體物質(zhì)，成為宏觀(guān)世界構成的基礎．當某種物質(zhì)形成了一個(gè)相時(shí)，一般說(shuō)來(lái)，這些物質(zhì)的各部分有均勻的物理化學(xué)性質(zhì)．然而，這只是對物質(zhì)內部來(lái)說(shuō)是對的．在物質(zhì)表面的那些組元，所處的環(huán)境和所受的相互作用情況都和在物質(zhì)內部的那些組元有所不同，這就造成表面部分和內部部分的性質(zhì)有所不同．對于氣體來(lái)說(shuō)，組元之間并不密集，表面效應不大．對于液體和固體，就會(huì )表現出 表面效應．表面效應表現在處于物質(zhì)表面的一層組元上，對于一般的宏觀(guān)物體，表面一層的組元在組元總數中只占很小的比例，表面效應常常是完全可以忽略的．但是對于體積很小的凝聚態(tài)微粒，表面效應有時(shí)就相當重要，可以用處于表面的組元數和組元總數之比作為描述表面效應程度的系數。當微粒很大時(shí)，系數接近于零；當微粒不斷減小時(shí)，系數不斷加大；當微粒小到納米范圍時(shí)，系數明顯增大。
廣泛應用
人工降雨
在一個(gè)由許多相組成的系統中，有時(shí)表面相的存在會(huì )變得十分重要，它會(huì )影響各個(gè)相之間的平衡條件．我們平時(shí)能夠遇到的與表面效應有關(guān)的一個(gè)典型的例子就是水滴的形成。在飽和或過(guò)飽和蒸汽中的水滴，如果它的半徑足夠大，那么周?chē)乃魵饩蜁?huì )逐漸凝聚到這個(gè)水滴上，于是水滴也就逐漸地變大。若是水滴本來(lái)就很小，那么，由于表面效應的影響，要想維持水滴的存在，外界就必須有很高的蒸汽壓，這樣，在一般的蒸汽壓條件下，水滴便不會(huì )增大，而會(huì )逐漸地蒸發(fā)掉．天空中飄著(zhù)的云就是由許許多多這樣的微型水滴構成的．在雨即將到來(lái)的前夕，外界的蒸汽壓力增高，這些微型水滴通過(guò)互相碰撞逐漸結合成越來(lái)越大的水滴，最后，當空氣的浮力和運動(dòng)的阻力再也承受不了它們的重量時(shí)，它們就向地面掉下來(lái)，成為了雨滴。由此也可以看出，如果在過(guò)飽和蒸汽中摻入一些雜質(zhì)顆粒如塵埃等，將有助于水滴的形成。如果天上已經(jīng)有了很厚的云，這時(shí)用飛機在云層中散布一些雜質(zhì)微粒就會(huì )加快雨滴的形成，從而達到降雨的目的，這就是人工降雨．
燒開(kāi)水
同樣，在我們平時(shí)燒開(kāi)水時(shí)用的自來(lái)水中含有許多氣體，它們以小氣泡的形式存在．當水的溫度逐漸升高接近100攝氏度時(shí)，水蒸氣就會(huì )不斷地通過(guò)這些小氣泡的表面進(jìn)入到其內部，使小氣泡逐漸加大，同時(shí)氣泡由于受到水的浮力而逐漸地上升，一直達到水面而破裂，并將其內部的水蒸氣釋放到空氣中。當這種氣泡大量地產(chǎn)生時(shí)，水就沸騰了。然而，如果小氣泡本來(lái)就非常非常小，由于表面相的存在，這個(gè)氣泡就很可能無(wú)法增大．當這種情況發(fā)生時(shí)，水即使被加到很熱的程度也不會(huì )沸騰，這就是過(guò)熱液體。
表面效應型反潛護衛艦
隨著(zhù)核潛艇的出現，水面反潛艦艇的航速成了實(shí)施反潛作戰的一大障礙。為此美國海軍在80年代初開(kāi)始研制一種排水量在2000-3000噸的高速反潛護衛艦，艦艇的編號定為3KSES。由于這種高速反潛護衛艦按表面效應理設計，所以被稱(chēng)為“表面效應型反潛護衛艦”。這種護衛艦實(shí)際上是一種側壁式氣墊船，靠氣墊使艦體浮出水面，用超空泡螺旋槳或噴水推進(jìn)裝置驅動(dòng)艦體，航速可達到80-100節。為了保證艦艇在高速航行時(shí)有良好的穩性，在艦上裝有兩個(gè)鋼性側壁伸入水中。表面效應型反潛護衛艦具有遠海高速航行的能力，可擔負大范圍的反潛任務(wù)。一些專(zhuān)家預測，表面效應反潛護衛艦和小水線(xiàn)面雙體型護衛艦將成為21世紀的新型護衛艦。
其他釋義
又稱(chēng)“地面效應”，當運動(dòng)的飛行器貼近地面或水面飛行時(shí)，氣流流過(guò)機翼后會(huì )向后下方流動(dòng)，這時(shí)地面或者水面將產(chǎn)生一股反作用力，當它在距離水面等于或小于1/2翼展的高度上飛行時(shí)，整個(gè)機體的上下壓力差增大，升力會(huì )陡然增加，阻力減小，阻擋飛行器機翼下墜。
表面效應相關(guān)的文章
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這家伙太懶了，什么都沒(méi)寫(xiě)！
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