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📏 Surface Tension 計算機

專業免費的 Surface Tension 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
0.073 N/m
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是表面張力?

表面張力(\gamma)是作用在液體表面、以單位長度計算的內聚力,會讓液面表現得像一層被拉緊的彈性薄膜。正因如此,小昆蟲才能在水面上行走,水珠也會收縮成球形。本計算器採用經典的 Wilhelmy 板法/Du Noüy 環法測量原理:以已知的拉力,把附著在長度為 L 的金屬絲或薄板上的液膜拉起,藉此求出表面張力。

公式說明

核心公式為

\gamma = ((F) ÷ (2L))
其中 F 是把液膜從金屬絲上拉離所需的最大拉力(單位:牛頓),L 則是潤濕長度(單位:公尺)。式中之所以會出現「2」這個因子,是因為類似肥皂膜的液膜有兩個表面——正面與背面——兩者同時對金屬絲施力。計算結果的單位是牛頓/公尺(N/m);乘以 1000 即可換算成更常見的毫牛頓/公尺(mN/m),這也是液體性質表中慣用的單位。

如何使用本計算器

輸入測得的拉力(牛頓)以及金屬絲或薄板的潤濕長度(公尺),即可讀出表面張力。舉例來說,室溫下的水,表面張力約為 0.072 N/m(72 mN/m)。

範例試算

假設一條潤濕長度 L = 0.5\ m 的金屬絲撐住一層液膜,測得拉力為 F = 0.072\ N,則

\gamma = ((0.072) ÷ (2 × 0.5)) = ((0.072) ÷ (1)) = 0.072\ N/m
即 72 mN/m——與純水的數值一致。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

為什麼要除以 2L,而不是 L?
自由液膜跨在金屬絲上時具有兩個表面,因此接觸的總長度是金屬絲長度的兩倍。
應該使用什麼單位?
拉力用牛頓、長度用公尺,得到的 \(\gamma\) 單位就是 N/m。本計算器也會一併提供 mN/m,方便對照。
溫度會有影響嗎?
會的——表面張力會隨溫度升高而下降,因此記錄任何測量結果時,都應一併標註當時的溫度。