表面張力是什么？

一個(gè)物體，提不變的情況下，呈球形的形狀能讓表面積最小。而作用于液體表面，使液體表面積縮小的力，稱(chēng)為液體表面張力。表面張力產(chǎn)生的原因是：液體跟氣體接觸的表面存在一個(gè)薄層，叫做表面層，表面層里的分子比液體內(nèi)部稀疏，分子間的距離比液體內(nèi)部大一些，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力。就象你要把彈簧拉開(kāi)些，彈簧反而表現(xiàn)具有收縮的趨勢(shì)。正是因?yàn)檫@種張力的存在，有些小昆蟲(chóng)才能無(wú)拘無(wú)束地在水面上行走自如。

常見(jiàn)的液體表面張力現(xiàn)象：

1、毛細(xì)管現(xiàn)象

直徑很小兩端開(kāi)口的細(xì)管豎直插入液體中，由于表面張力的作用，管中的面會(huì)發(fā)生上升或下降的現(xiàn)象，稱(chēng)為毛細(xì)管現(xiàn)象。細(xì)管中的液面有時(shí)會(huì)上升，有時(shí)會(huì)下降，可以從液體分子和件壁分子間相互不同的作用加以說(shuō)明。把液體分子間的吸引力稱(chēng)為內(nèi)聚力，液體分子和固體壁面分子之間的吸引力稱(chēng)為附著力。

當(dāng)玻璃細(xì)管插入水中時(shí)，由子水的內(nèi)聚力小于水同玻璃間的附著力，水將玻璃濕潤(rùn)，并沿著壁面向上延伸，使液面向上彎曲成為凹面，再由于表。面張力作用，使液面有所上升，直到上升的水柱重量和表面張力的垂直分量相平衡為止。

當(dāng)玻璃細(xì)管插入水銀中時(shí)，由于水銀的內(nèi)聚力遠(yuǎn)大于水銀與玻璃的附著力，其結(jié)果與上述情況相反，水銀表面向下彎曲形成凸面，而且表面張力作用使液面下降了一段距離。毛細(xì)管中液面上升或下降的高度可以根據(jù)表面張力的大小來(lái)確定。

2、球形液滴

玻璃板上的水銀滴基本上呈球形，這是因?yàn)樗y滴外表面薄層內(nèi)所有的分子都處在高勢(shì)能狀態(tài)。計(jì)算表明，如使分子總勢(shì)能為極小，則表面必定呈圓球形。如果設(shè)法消除重力的影響，例如把液滴放在比重相同又與液滴不起化學(xué)反應(yīng)的另一種液體中，或在真空中自由下落，或在失重的人造衛(wèi)星與火箭的環(huán)境中，則液滴將呈現(xiàn)理想的球形。球面形的肥皂泡，荷葉上的球形露珠（題圖），也可以用相同的道理來(lái)解釋。

3、肥皂泡

始終狀態(tài)下也是球形的，這正是由于泡泡表面張力作用,各方向力相等就是肥皂水包住了一部分空氣,吹泡泡的時(shí)候，吹出的氣體小分子是隨便跑的，就是說(shuō)每個(gè)地方都有同樣多的小分子想去，大家就像拔河一樣，就變成了一個(gè)球面，跟吹氣球是一樣的。如果你用針戳一下泡泡,就像氣球一樣,泡泡破出個(gè)洞,里面的氣體跑到外面,泡泡就破了。

但是,泡泡和氣球有一個(gè)本質(zhì)的不同.氣球是橡膠做的,放在手里抻一抻,是有彈性的,所以當(dāng)你向氣球里吹氣的時(shí)候,氣球會(huì)在一定范圍內(nèi)一點(diǎn)點(diǎn)的被撐大,但因?yàn)橛袕椥圆粫?huì)破掉。

4、漣波

漣波也叫液體表面自由波，是液體自由表面上此起彼伏的波浪運(yùn)動(dòng)。液體自由表面是指江河、湖泊、海洋以及開(kāi)口容器中的液體等接觸大氣的液面。液體自由表面波和其他機(jī)械運(yùn)動(dòng)波一樣，是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播。靜止的液體自由表面是水平的，但在極輕微的局部擾動(dòng)下，水平狀態(tài)就會(huì)被破壞，出現(xiàn)波浪運(yùn)動(dòng)。

液體自由表面一離開(kāi)平衡狀態(tài)，液體的重力和表面張力等就會(huì)發(fā)揮回復(fù)力的作用，促其返回平衡位置，從而形成液體質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)和振動(dòng)的傳播（即波）。起回復(fù)力作用的液體的重力和表面張力在液體自由表面波動(dòng)中所起的作用往往不是同等的。液體的表面張力又稱(chēng)毛細(xì)力，其大小取決于液體及其表面的曲率。如果自由表面波的波長(zhǎng)比波高大得多，在波動(dòng)過(guò)程中自由表面的曲率便很小，因而表面張力也很小。在這種情況下，可以忽略表面張力的影響，只考慮重力的作用，這種液體自由表面波稱(chēng)為重力波。反之，若波長(zhǎng)極短，波動(dòng)過(guò)程中自由表面的曲率很大，因而表面張力也很大。

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