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分子间作用力的差异性——为什么雨衣能防水?

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    知识点:当液体和固体之间分子的吸引力大于液体内部分子的吸引力时,液滴会倾向于平摊在固体表面;当液体和固体之间分子的吸引力小于液体内部分子的吸引力时,液滴会倾向于在固体表面缩成一个小液滴状。

    小时候,每当放学,我妈妈都会骑自行车来接我,当遇到了雨天,我就喜欢钻到妈妈的雨衣下面,每过一会儿就问她:“咱们走到哪了?”一件小小的雨衣在下雨天为我的童年平添了许多乐趣,同时也为很多人避免了变成落汤鸡的境遇,那么雨衣为什么能防水呢?

    这和制作雨衣的材料有关,雨衣是由防水布料缝制而成的,比如胶布、油布和塑料薄膜等,雨衣的原型出自英国一个叫麦金杜斯的橡胶工人之手,有一次他不小心把橡胶溶液滴到了衣服上,橡胶溶液很快就渗入了衣服里,贫穷的麦金杜斯舍不得丢掉这件衣服,就继续穿着它工作,不久他就发现,这件衣服再也不怕水了,他索性就将整件衣服都涂满了橡胶溶液,从此就有了第一件最简单的雨衣,后来人们经过不断的改进,雨衣的材质和款式也越来越多,并逐渐走进了人们的生活,但无论怎么改,雨衣都有一个性质是从未变化的,那就是雨水滴在上面会很快聚成一个小水珠后流走,这正是雨衣防水的原因。

    当一滴液体落在一个固体表面时,依据不同材质分子之间吸引力和液体内部分子间吸引力的不同,液体会有两种不同的状态。当液体和固体之间分子的吸引力大于液体内部分子的吸引力时,液滴会倾向于平摊在固体表面;当液体和固体之间分子的吸引力小于液体内部分子的吸引力时,液滴会倾向于在固体表面缩成一个小液滴状。对于前一种现象,物理学家称为“不浸润”,比如水银滴在玻璃板上,后一种现象则称为“浸润”,比如水滴在玻璃板上。雨水落在雨衣表面正是一种不浸润现象,因为橡胶分子对水分子的吸引力远小于水分子之间的吸引力,水分子更喜欢聚在一起,沿着雨衣面滚下去。同时,制作雨衣的布料还有很多小孔,但因为雨水不浸润橡胶,水分子也难以从这些小孔穿过雨衣布料,而这些小孔对空气分子起不到组织的作用,这就保证了雨衣的透气性。

    既然雨衣防雨的关键是在那层橡胶一般的布面上,那么雨衣在储存的时候也应该特别注意不要损坏布面的防水层,避免尖锐的物体划伤雨衣就不必说了,还有两件事是需要特别注意的,一是雨衣在清洗后要尽量避免放在阳光下晒干,以免橡胶发生老化,橡胶是一种高分子材质,本身有很多的原子团和不饱和的化学键,很容易与空气中的各种成分,比如氧气发生反应,而且这种反应是不可逆的;二是雨衣在储存的时候尽量不要和有油脂一类东西的物体放在一起,以免这些物质污染了雨衣,要知道雨衣的布料脏了的话可是很难洗的。

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