表面张力

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  面张力(surface tension),液体表面层中任意一条假想直线两侧表面互施的一对拉力。表面张力是表面层内分子力作用的结果,它使液体表面犹如紧张的弹性薄膜具有收缩的趋势。表面张力的方向总是与假想直线垂直,其大小f与直线长度l成正比,即 f=al

  式中比例系数a称为表面张力系数,等于液面单位长度线段上的表面张力,单位是牛顿/米(N/m)。在等温条件下使液体表面面积增加时,外力必须克服表面张力作功,转变为表面层的内能,称为表面自由能。a是表面自由能密度,等于增加单位表面面积时表面自由能的增量。

  a与液体性质有关,一般地说,密度小、易蒸发液体的a较小。a与温度有关,对同种液体,温度升高,a减小,近似为线性关系。a还与相邻物质的种类有关。液体中掺入杂质能使a明显变化,使a减小的物质称为表面活性物质,如肥皂水比纯水的a小得多,酸以及醇、醛、酮等有机物质都是表面活性物质。

  表面张力使弯曲液面内外产生附加的压强差,毛细现象、润湿现象以及气体中液滴或液体中气泡的形成、消失等等发生在液体表面的现象都与表面张力直接相关。