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§3．4液体的表面张力
3.4.1、表面张力和表面张力系数
液体下厚度为分子作用半径的一层液体，叫做液体的表面层。表面层内的分
子，一方面受到液体分子的作用，另一方面受到气体分子的作用，由于这两
个作用力的不同，使液体表面层的分子分布比液体的分子分布稀疏，分子的
平均间距较大，所以表面层内液体分子的作用要表现为引力，正是分子间的
这种引力作用，使表面层具有收缩的趋势。
液体表面的各部分相互吸引的力称为表面张力，表面张力的方向与液面相
切，作用在任何一部分液面上的表面张力总是与这部分液面的分界线垂直。
表面张力的大小与所研究液面和其他部分的分界线长度L成正比，因此可写
成
f=σLCB
式中称为表面张力系数，在国际单位制中，其单位是F外
DA
N/m，表面张力系数的数值与液体的种类和温度有关。
图3-4-1
3.4.2表面能
我们再从能量角度研究张力现象，由于液面有自动收
缩的趋势，所以增大液体表面积需要克服表面张力做功，由图3-4-1可以看出，
设想使AB边向右移动距离△x，则此过程中外界克服表面张力所做的功为
W=F外Δx=2fΔx=σ⋅2ABΔx=σΔS
式中△S表示AB边移动△x时液膜的两个表面所增加的总面积。若去掉外力，
AB边会向左，消耗表面自由能而转化为机械能，所以表面自由能相当于势
能，凡势能都有减小的趋势，而E∞S，所以液体表面具有收缩的趋势，例如体
§3.4Surfacetensionofliquid
3.4.1.Surfacetensionandsurfacetension
coefficient
Thelayerofliquidundertheliquidwithathicknessequaltotheradiusof
actionofthemolecuiscalledthesurfacelayeroftheliquid.Themolecuinthe
surfacelayerareaffectedbythemolecuinsidetheliquidontheonehandandt
hegasmolecuontheotherhand.Duetothedifferenceweenthesetwoforces,
thedistributionofmolecuinthesurfacelayeroftheliquidissparserthanthatof
themolecuinsidetheliquid,andtheaveragedistanceweenthemolecu
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