表面张力

促使液体表面收缩的力
表面张力(surface tension)是指液体内部分子与分子之间的引力作用,使得液体的自由表面存在一个向内收缩的趋势,因此会在两不兼容的液体界面或液体与气体间的界面形成薄膜,而造成此能力的液体性质就是表面张力。[9]由于表面张力仅在液体自由表面或两种不能混合的液体之间的界面处存在,一般用表面张力系数
来衡量其大小。
表示表面上单位长度所受拉力的数值,单位为牛顿/米(N/m)。[10][1]
表面张力的概念最早是在1751年由匈牙利物理学家锡格涅(Jan Andrej Segner)提出,[8]1805年,英国科学家托马斯·杨(Thomas Young)在研究润湿和毛细现象时描述了界面张力和接触角的定量关系,[11]同年和法国科学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)通过研究表明肥皂泡保持球形而不破裂的关键在于其表面张力,[12]之后西莫恩·德尼·泊松(Simeon-Denis Poisson)于1830年、约瑟夫·普拉泰奥于1842年到1868年都对表面张力的理论研究做出了重要的贡献。[8]表面张力的数值大小主要与物质的本性、接触相的组成及温度、压力有关,[6] 温度升高会降低分子间的净吸引力,从而降低表面张力。[10]其测量方法主要包括毛细管法、滴重法、滴体积法、吊环法和最大泡压法等。[13][14][15]
在工业生产和日常生活中,表面张力的应用广泛存在。[16]在工业技术上,如结晶、焊接、浮选技术、液体输送技术、电镀技术、铸造成形等方面都涉及对液体表面张力的应用;表面张力能够解释涉及液体表面的许多日常生活中的现象,如毛细现象、泡沫形成、喷液成雾等;动植物体内液体的运动与平衡、土壤中水的运动、药物制备及调制技术等都与液体的表面张力有关。[16]

定义

基本定义