若有一纯物质液体与其气相共存,不难理解,液体体相中的分子与表面层分子的受力状况是不相同的。体相中的分子受周围分子的作用力是各向均等的,分子犹如在一个均匀的力场中自由地运动;而表面层中的分子受周围分子的作用则是各向不均等的。( m.cs-ascent.com/ )由于通常气相的密度远低于液相,致使表而层分子的受力是不对称的,它们会受到垂直于表面目方向指向液体体相的合力的作用,这个合力来自液体分子间的作用,单位而积的这个作用力便称为内压力。
表面层中的分子正是由于受到内压力的作用,使它们产生一种避离表而的倾向。于是,在可能的情况下,液体将尽可能地缩小其表而积。这种倾向犹如表面有一层绷紧的薄膜,使其受到一种收缩张力的作用,表而上单位长度的收缩张力便称为表面张力或界面张力。
由此可见,表面张力与内压力是两个不同概念的力,前者作用于表面,力的作用方向与表面相切,其作用是使表面尽可能缩小;而后者则源于分子间作用力的合力,其作用方向垂直于表面目的指向液体的体相。这两种力密切相关,实为因果关系。有些所小的力学类比来形象地表小两者间的关系犹如用滑轮举起重物,举重所做的功即为水平方向拉力所做的功,意即扩大液体表面积所增大的表面自由能等于液体从体相反抗内压力移至表面需做之功。
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