液体表面层内具有一种收缩的力 ， 这种促使液体表面收缩的力就是表面张力 。
设想用任意分界线把液体表面分割成两部分 ， 则分界线两侧的液面互以大小相等、方向相反的拉力作用对方 ， 这种相互拉力就是表面张力。
实验表明 ， 表面张力的方向与分界线垂直 ， 并与液体表面相切 。如果液面是平面 ， 表面张力就在平面内 ， 如果液面是曲面 ， 表面张力就在这个曲面的切面上 。
表面张力的大小与被研究的液面分界线的长度L成正比 。用F表示作用在分界线L上的表面张力 ， 则:
F=αL
式中 ， 比例系数α叫做液体的表面张力系数 ， 它是作用在单位长度分界线上的表面张力 ， 在国际单位制中 ， 其单位是N/m 。
表面张力系数的大小与液体种类有关 。各种不同液体的表面张力系数相差很大 ， 并且与温度有着密切的关系 。同一种液体 ， α值随温度升高而减小 。
所有位于表现层的液体分子都要受到垂直液面并指向液体内部的分子引力的作用 ， 这些引力分别被一些十分靠近的分子的斥力所平衡 ， 使之能够停留在液体的表面层 ， 如果要把液体内部的分子移到表面层就必须反抗表面层下面的分子 ， 对它的引力做功 ， 从而增加了这一分子的势能 ， 可见 ， 表面层内的分子比液体内部的分子具有更多的势能 。
由于系统的势能有减到最小的趋势 ， 因此 ， 只要可能 ， 表面层的分子就要往液体内部迁移 ， 使表面积缩到最小 。
反之 ， 如果要增加液体的表面积 ， 就得做功 ， 把更多的分子提到液面上来 ， 从而增加液体表面的势能 。
表面层中所有分子高出液体内部分子的那部分势能的总和 ， 称为液体的表面能 ， 又称为表面自由能 。
下面从外力做功的角度考察表面张力系数与液体表面能的关系 ， 图为U型金属框ABCD上面有一层液体薄膜 ， 就是框的一边BC长为L ， 可自由滑动 ， 由于表面张的作用 ， 薄膜要收缩 。
BC边要向AD边移动 。要使BC边匀速向右移动 ， 必须施加一个与表面张力大小相等、方向相反的力F ， 假设图中的金属丝BC边在力F的作用下向右移动一段距离△x ， 达到图中B’C’的位置 ， 由于液膜有上下两个表面 ， 则:
增加的液膜表面积:△S=2L△x
外力:F=2αL
外力所做的功为:△A=F△x
增加液体单位表面积所做的功为:α(J/m2)
由此可知 ， 表面张力系数在数值上等于增加单位表面积时外力所做的功 。从能量上来看 ， 表面张力系数的大小等于增加单位表面积时所增加的表面自由能 。
【液体的表面张力名词解释 液体表面张力是什么力】 应该指出 ， 液体表面张力与弹性膜的张力在本质上是不一样的 。弹性膜的张力随面积的增加而增加 ， 而液体表面的张力却不受面积变化的影响 。这是因为弹性膜分子间的距离随膜的面积的增加而变大 ， 而对液膜来说 ， 尽管它的面积增大 ， 液面分子间的距离却由于液体内分子的补充而维持不变 。
-- 展开阅读全文 --
推荐阅读
- 如何购买GTA5
- 太阳和月亮的共同点有哪些
- 耐克13c内长多少
- 关于描写小女孩的句子 赞美小女孩的句子
- 社保报销需要什么材料
- 永动机为什么不能实现
- 什么是水床 水床是什么样子的
- 葛根的功效与作用 葛根有什么功效
- 孩子打架报警了该怎么处理 梦见打架流血是什么预兆