第一节表面张力 1.1表面张力 1、定义 界面:物质与物质相接触的面称界面。 表面:物质与气相组成的界面 表面张力:增加单位面积时,液体表面自由能的增值, 即表面过剩自由能。通常以mN/m为单位 表面张力或表面过剩自由能是液体重要的基本性质之 2、分析 解释:以液—气两相界面(表面)为例
1.1 表面张力 1、 定义 界面：物质与物质相接触的面称界面。 表面：物质与气相组成的界面 表面张力：增加单位面积时，液体表面自由能的增值， 即表面过剩自由能。通常以mN/m为单位。 表面张力或表面过剩自由能是液体重要的基本性质之 一。 2、分析 解释：以液—气两相界面（表面）为例 第一节 表面张力
OOSROOOORO K○ Q ∞Q OOoBOOOOOOC 图21液一气两相界面 内层:受力对称,合外力为零,所以内部分子可以 作无规则运动而不消耗功 外层:受力不对称,向下的力大于向上的力,所以 产生了表面分子受到指向液体内部并且垂直于表面的 引力
内层：受力对称，合外力为零，所以内部分子可以 作无规则运动而不消耗功。 外层：受力不对称，向下的力大于向上的力，所以 产生了表面分子受到指向液体内部并且垂直于表面的 引力
因而,表面分子比内部分子不稳定,总是具有向液 体内部移动的趋势,力图缩小表面积,也就是说液 体表面总有自动收缩的趋势,液体表面就如同一层 绷紧了的富于弹性的橡皮膜。 这就解释了为什么荷叶上的水珠总是呈球形(不受外 力影响),肥皂泡要用力吹才能变大的原因,因为球 形的表面积最小,如要扩大表面就需要对系统做功 3、表面张力产生的原因 由于物质不同,分子间的作用力不同,在同一物 质内部,分子受力是平衡的,在界面处是不平衡的
因而，表面分子比内部分子不稳定，总是具有向液 体内部移动的趋势，力图缩小表面积，也就是说液 体表面总有自动收缩的趋势，液体表面就如同一层 绷紧了的富于弹性的橡皮膜。 这就解释了为什么荷叶上的水珠总是呈球形（不受外 力影响），肥皂泡要用力吹才能变大的原因，因为球 形的表面积最小，如要扩大表面就需要对系统做功 3、表面张力产生的原因 由于物质不同，分子间的作用力不同，在同一物 质内部，分子受力是平衡的，在界面处是不平衡的
气体:由于分子距离大,则分子间的作用力(吸引力) 小的。 液体:分子距离小,作用力(吸引力)较大 界面分子:受力不平衡,液体分子向内收缩(表面张力) 表面张力实验及分析 图22表面张力实验
气体：由于分子距离大，则分子间的作用力（吸引力） 是很小的。 液体：分子距离小，作用力（吸引力）较大。 界面分子：受力不平衡，液体分子向内收缩（表面张力） 二、表面张力实验及分析
实验:将根金属丝制成一个框架,其右边可自由 移动,将框架上蘸上一层肥皂膜。若不加外力f和施加 外力f有何差异? (1)若不加外力,肥皂膜因表面张力作用而缩小。 (2)施加外力,肥皂膜受力平衡 f2Y L 式中:2表示肥皂膜有两个表面,所以边缘总长度应为 单一的两倍。 Y表示表面张力 Y与的方向:都沿表面切线方向垂直于表面边缘,方 向相反
实验：将一根金属丝制成一个框架，其右边可自由 移动，将框架上蘸上一层肥皂膜。若不加外力f和施加 外力f有何差异？ （1） 若不加外力，肥皂膜因表面张力作用而缩小。 （2） 施加外力，肥皂膜受力平衡 f=2γL 式中：2表示肥皂膜有两个表面，所以边缘总长度应为 单一的两倍。 γ表示表面张力。 γ与f的方向：都沿表面切线方向垂直于表面边缘，方 向相反