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表面张力
发布时间:2021-12-22     作者:   来源:全国科学技术名词审定委员会   分享到:

表面张力

surface tension

定义:在液体或固体表面上,由于分子间引力形成的垂直于任一单位长度并与表面相切的收缩力。其大小与液体或固体性质和温度等有关。其单位是单位长度的力或单位面积的能量。

学科:生物物理学_生物力学与生物流变学_生物力学

相关名词:表面张力波 临界表面张力 毛细作用


【延伸阅读】

真空中的水滴会自发地收缩为一个完美的球形(此时它的表面积最小)。是什么力的作用使它变形的呢?在不受外力的情况下,这一力量来自液体本身,这种由分子间引力引起的,使液体表面积减小的力称为表面张力。表面张力的方向与液体表面相切,这正是水滴最终呈球形的原因。

表面张力既是单位长度的力,又是单位面积的能量,因此在材料科学中,表面张力又称为表面应力或表面能。

与表面张力容易混淆的术语是界面张力。二者都是界面处分子间的引力,只不过在液—气和液—固界面,气体和固体“存在感”太弱,使得我们仅关注液体这一相,而将这种引力称为液体的表面张力。而对于两种互不相溶的液体,它们之间的界面非常明显,因此称为界面张力。

表面张力的大小仅与液体或固体本身的性质及温度有关。在吹肥皂泡的时候,用热肥皂水更容易吹出更大更稳定的泡泡,这就是因为肥皂水的表面张力小于纯水,热水的表面张力小于凉水,双管齐下才更容易吹出好泡泡。同样的道理,小说《三体》中,女主人公将尾部附有肥皂片的小纸船放进浴缸中,纸船向前移动,这也是因为船头水面的表面张力大于船尾,牵引着纸船向前行进。

液体的表面张力还可以解释许多实验和自然现象,比如曲别针或硬币浮于水面,水黾(shuǐ mǐn,一种水生半翅目类昆虫,俗称“水马”“水蜘蛛”)在水上行走,都是表面张力为其提供支撑;试管中的水面微凹而水银面微凸,也是因为表面张力而造成的曲率不同;毛细现象中,是固、液、气三相线上的表面张力使得液体能够反重力爬升。可以说,表面张力与我们的生活息息相关。