表面张力

表面张力的定义和成因表面张力，也称作液体表面张力，是一种物理现象，指的是液体表面受到的内部分子相互作用力导致的抗拉性质。

简单来说，它就是液体表面上能够阻挡外部物体侵入的一种力量。

表面张力的单位是N/m（牛/米），通常以γ表示。

在实际应用中，人们常利用表面张力的原理来进行二次封装或制备材料，同时也可以用于分离纯化杂质和碎片。

接下来，我们将从定义和成因两个方面来探讨表面张力。

一、表面张力的定义表面张力定义为：液体表面上的单位长度作用在表面上的内部分子相互作用力。

换句话说，它是液体表面上一小段的长度所受到的拉力与该长度的比值。

想象一下，在一杯水表面上，如果你轻轻地放一根鬼火棒（木棍）跨越表面，你会感受到一定的抵抗力，这就是表面张力。

这种力不仅存在于水中，还存在于所有形态的液体表面上。

二、表面张力的成因表面张力的成因与液体内部分子之间的相互作用有关。

液体内部的分子一般由 London 引力和 van der Waals 引力相互吸引，这种内部吸引力可以保持整个液体的内部凝聚。

然而液体分子和外部分子之间的相互作用力却不同。

液体表面的分子由于周围的分子数量会减少，所以表面张力是表面分子间相互吸引的结果。

液体内部的分子可以相互吸引，但它们是近乎等距离排列的，所以它们对整体凝聚没有影响。

具体而言，液体表面分子间的相互吸引力较强，这种吸引力容易形成一个膜状的分子结构，防止外部分子进入液体，这就是所谓的表面张力。

表面张力可以通过下面公式求得：γ = F/l其中γ为表面张力，F为液体表面上的内部相互作用力，l为表面上的单位长度。

总而言之，表面张力是液体表面所受到的内部分子相互作用力的结果。

了解表面张力的成因和定义，可以在实际运用中更好地掌握这个物理现象，创造更多的可能。

表面张力（1）定义或解释①促使液体表面收缩的力叫做表面张力[1]。

②液体表面相邻两部分之间，单位长度内互相牵引的力。

（2）单位表面张力的单位在SI制中为牛顿/米（N/m），但仍常用达因/厘米（dyn/cm），1dyn/cm = 1mN/m。

（3）说明①表面张力的方向和液面相切，并和两部分的分界线垂直，如果液面是平面，表面张力就在这个平面上。

如果液面是曲面，表面张力就在这个曲面的切面上。

②表面张力是分子力的一种表现。

它发生在液体和气体接触时的边界部分。

是由于表面层的液体分子处于特殊情况决定的。

液体内部的分子和分子间几乎是紧挨着的，分子间经常保持平衡距离，稍远一些就相吸，稍近一些就相斥，这就决定了液体分子不像气体分子那样可以无限扩散，而只能在平衡位置附近振动和旋转。

在液体表面附近的分子由于只显著受到液体内侧分子的作用，受力不均，使速度较大的分子很容易冲出液面，成为蒸汽，结果在液体表面层（跟气体接触的液体薄层）的分子分布比内部分子分布来得稀疏。

相对于液体内部分子的分布来说，它们处在特殊的情况中。

表面层分子间的斥力随它们彼此间的距离增大而减小，在这个特殊层中分子间的引力作用占优势。

因此，如果在液体表面上任意划一条分界线MN把液面分成a、b两部分。

F表示a部分表面层中的分子对b部分的吸引力，F6表示右部分表面层中的分子对a部分的吸引力，这两部分的力一定大小相等、方向相反。

这种表面层中任何两部分间的相互牵引力，促使了液体表面层具有收缩的趋势，由于表面张力的作用，液体表面总是趋向于尽可能缩小，因此空气中的小液滴往往呈圆球形状。

③表面张力F的大小跟分界线MN的长度成正比。

可写成F=σL或σ=F/L。

比值σ叫做表面张力系数，它的单位常用dyn/cm。

在数值上表面张力系数就等于液体表面相邻两部分间单位长度的相互牵引力。

液膜表面张力系数=液膜的表面能/液膜面积=F表面张力/（2*所取线段长）。

表面张力系数与液体性质有关，与液面大小无关。

1.表面张力的物理意义？产生的原因？ 表面张力作用于液体表面，液体表面分子受液体内部分子的吸引作用，表面有收缩的倾向，类似一张紧的膜。

另一定义是液面上任一分界直线一边的表面层与另一边的表面层之间相互吸引的力叫做表面张力。

产生原因：液面由于跟气体接触，表面层里分子的分布要比液体内部稀疏些，也就是分子间的距离比液体内部大些．在表面层中，由于分子间的距离比较大，分子间的作用力就表现为引力．如果在液体表面任意划一条分界线MN ，把液体表面分为左右两部分，那么，液面左侧的分子对液面右侧分子的作用力的合力为引力F1，液面右侧的分子对左侧分子的作用力的合力为引力F2，F1和F2大小相等方向相反．液面各部分之间这种相互吸引的力叫做表面张力．在表面张力作用下，液体表面有收缩到最小的趋势．2.测定表面张力的方法，请列出常用的测定方法？毛细管上升法，滴重法，吊环法，最大压力气泡法，吊片法，和静液法，电导法，光散射法等。

(1)表面张力法 表面张力测定法适合于离子表面活性剂和非离子表面活性剂临界胶束浓度的测定，无机离子的存在也不影响测定结果。

(2)电导法 本法仅适合于表面活性较强的离子表面活性剂CMC 的测定，以表面活性剂溶液电导率或摩尔电导率对浓度或浓度的平方根作图，曲线的转折点即CMC 。

3.本实验测定表面张力的方法的原理是什么？通过测定不同浓度溶液的表面张力，绘制表面张力与浓度的曲线，做对应该浓度c i 的切线，计算出对应的单位面积上的被吸附物质的超量，再从C/T-c 曲线上求出饱和吸附量，则分子截面积可求。

将待测表面张力的液体装入带支管的试管中，盖上带有毛细管的塞子（组成表面张力仪）。

当表面张力仪中的毛细管端面与待测液体面相切时，液面即沿毛细管上升。

打开分液漏斗的活塞，使水缓慢下滴而减少系统压力。

这样毛细管内液面上受到一个比试管中液面上大的压力，而把管中液面压至管口。

当此压力差在毛细管端面上产生的作用力稍大于毛细管口液体的表面张力时，便形成最大的气泡而从毛细管口逸出。

液体及其表面张力基本知识一、表面张力表面张力系数定义1表面张力系数定义2表面张力系数定义3例题1水和油边界的表面张力系数为α＝1.8×10－2 N/m ，为了使1.0×10-3 kg 的油珠在水内散成半径为r ＝10－6 m 的小油滴，若油的密度为900 kg/m 3，问至少做多少功？影响表面张力系数的因素球形液面内外的压强差例题2将压强为p 0=1atm 的空气等温地压缩进肥皂泡内，最后吹成半径为r=2.5cm 的肥皂泡，求吹肥皂泡过程中所需做的功。

已知肥皂液的表面张力系数为4.5210-⨯N/m二、液体与固体接触处的表面现象三、毛细现象巩固1在20平方公里的湖面上，下了一场50mm的大雨，雨滴的半径r=1.0mm.。

设温度不变，求释放出来的能量。

2图是测表面张力系数的一种装置，先将薄铜片放入待测液体中，慢慢提起铜片，使它绝大部分都露出液面，刚要离开但还没有离开液面，测得此时所用的上提力f，既可测得表面张力系数。

设测液体与铜片的接触角θ=0，铜片的质量=5.0×10-4㎏,铜片的宽度L=3.977×10-2m，厚度d=2.3×10-4m,f=1.07×10-2N，求液体表面张力系数。

3一球形泡，直径等于1.0×10-5，刚处在水面下，如水面上的气压为1.0×105N·m-2,求泡内压强。

已知水的表面张力系数α=7.3×10-2N·m-14一个半径为1.0×10-2m的球形泡，在压强为1.0136×105N·m-2的大气中吹成。

如泡膜的表面张力系数α=5.0×10-2N·m-1,问周围的大气压强多大，才可使泡的半径增为2.0×10-2m？设这种变化在等温情况下进行的.5在深为h=2.0的水池底部产生许多直径为d=5.0×10-5m的气泡,当他们等温地上升到水面上时,这些气泡的直径多大?水的表面张力系数α=7.3×10-2N·m-1.6将少量水银放在两快水平的平玻璃板间.问什么负荷加在上板时,能使两板间的水银厚度处处都等于1.0×10-3m2?设水银的表面张力系数α=0.45N·m-1.,水银与玻璃角θ=135o.7在如图8-7所示的U形管中注以水,设半径较小的毛细管A的内径r=5.0×10-5m,较大的毛细管Ｂ的内径R=2.0×10-4m,求两管水面的高度差h．的表面张力系数为a=7.3×10-2N·m.8在内径为R1=2.0×10—3m的玻璃管中，插入一半径为R2=1.5×10—3m的玻璃棒，棒与管壁间的距离是到处一样的，求水在管中上升的高度．已知水的密度 103kg/m3，表面张力系数α=7.3×10—2N·m —1，与玻璃的接触角θ=0.9玻璃管的内径d＝2.0×10－5m,长为Ｌ＝0.20m,垂直插入水中，管的上端是封闭的．问插入水面下的那一段的长度应为多少，才能使管内外水面一样高？已知大气压Ｐ0＝1.013×105N·m-2,水的表面张力系数＝7.3×10-2N·m-1,水与玻璃的接触角.10将一充满水银的气压计下端浸在一个广阔的盛水银的容器中，读数为p＝0.950×105N·m-2.（１）求水银柱高度．（２）考虑到毛细现象后，真正的大气压强多大？已知毛细管的直径d＝2.0×10-3m，接触角π,水银的表面张力系数α=0.49N·m-1.（３）若允许误差 0.1%,求毛细管直径所能允许的极小值．11两铅垂玻璃平板部分浸入水中,设其间距为d=0.50mm，问两板间的水上述的高度h为多少，已知水的表面张力系数α=7.3×10—2N·m—1，与玻璃的接触角θ=0.12在半径r=0.30mm的毛细管内注入水,在管的下端形成一半径R=3.0mm的水滴,求管中水柱的高度。

表面张力的定义和解释1. 嘿，你知道表面张力是什么吗？就像水黾能在水面上轻松行走，这就是表面张力在起作用呀！表面张力其实就是液体表面的一种特殊“力量”，它让液体表面好像有一层薄薄的“膜”一样。

比如说，雨滴能保持圆润的形状，不也是因为表面张力嘛！2. 哇哦，表面张力呀，简单来说，就是液体表面那种奇妙的特性呢！就好比荷叶上的水珠，为啥能滚来滚去而不马上散开？这就是表面张力在“搞鬼”呀！它能让液体尽量缩小表面积呢。

3. 嘿呀，表面张力就像是液体的一个小秘密！你看，小昆虫能在水上跑来跑去，不就是表面张力在帮忙嘛。

它就像是液体表面的一种“魔力”，维持着一些特别的现象哟。

4. 哎呀呀，表面张力不就是让液体变得有点神奇的东西嘛！像油在水面上会形成圆圆的一片，这可都是表面张力的功劳呀！它能让液体有一些特别的表现呢。

5. 哇塞，表面张力呀，不就是让水有了各种奇妙样子的原因嘛！比如水龙头滴下的水滴，那圆圆的形状，可多亏了表面张力呢。

这真的很神奇呀！6. 嘿，表面张力啊，这可是个很有趣的东西呢！你想想，为啥有些小虫子能在水面上“玩耍”，这都是表面张力在起作用呀！它就像液体的一个特别“技能”。

7. 哇，表面张力呢，其实就是液体表面的一种特殊性质呀！好比说，你见过肥皂泡吧，为啥它能那么漂亮地存在，这就是表面张力的魔力呀！8. 呀，表面张力啊，就好像是液体的一个神秘“武器”！你看那水面上的浮叶，能稳稳地呆着，不就是表面张力在支撑嘛。

真的好有意思呀！9. 嘿哟，表面张力呀，不就是让液体变得有意思的玩意儿嘛！像酒杯里的酒，表面那微微凸起的样子，都是表面张力在搞怪呢！10. 哇哈哈，表面张力，就是液体表面那让人惊叹的特性呀！你想想，为啥水滴能挂在墙上不马上流下来，这可都是表面张力的本事呀！我的观点结论：表面张力真的是很神奇又有趣的东西，它在我们生活中无处不在，让我们看到了很多奇妙的现象。