关于表面界面张力仪的几个问题解答

表面张力是一种特其他力，它是液体（纯真液体、溶液）性质的一种表现．从微观上看，表面张力是因液体麦面薄层（约10-9米，并非几何面）内分子间的彼此作用，它不同于液体内部分子间的彼此作用，从而使液体表面层具有一种特别性质．表面张力是分子力的一种微观表现，在内聚力的作用下，表面层液体分子的移动总是尽量地使表面积减小．在液体表面构成一层弹性薄膜，这样便出现了表面张力．

表面张力起源于分子引力，从其作用作用来看，它属一种拉力． 不同液体表面张力不同，是因为它们有不同的摩尔体积、分子极性和分子力．分子间作用力越大，密度越大，越不容易蒸腾的液体，其表面张力越大，比如：水分子是由氢键缔合的，因而水的表面张力较大．液态汞原子是由金属键缔合的，其表面张力更大．一般液体表面张力系数约为40×10-3N／m左右． 液体能否润泽固体，与其表面张力有关．表面张力系数小者（30×10-3N／m左右），简直能润泽全部固体；水的表面张力系数较大．它只能润泽某些固体．汞的表面张力系数更大，则仅能润泽某些金属． 表面张力系数是表征表面张力大小的物理量，是讨论液体表面现象、了解液体性质的重要物理参量．它与温度、压强、密度、纯度、气相或液相组成以及液体种类等有关，一般，密度小、容易蒸腾的液体其表面张力系数较小．液氢、液氦的表面张力系数很小，汞则很大．

 1 表面张力仪从力的视点剖析：因为液体表面层分子显著地遭到液体内部分子引力的作用（这其间也存在着分子斥力，仅仅分子引力占了特点）．表面层外气体或其它液体分子的作用很小．所以，表面层内分子受力上、下不均，所以表面层分子仅遭到了一指向液体内部的合引力，这一引力导致了表面层分子有向液体内部运动的趋势，微观上便表现出液体表面具有主动缩短的趋势． 从能量的视点剖析：因为液体表面层内出现了一个指向液体内部、自液面而下逐渐增强的分子引力场．液体分子由液体内部进入分子引力场，需求外力做功，其分子势能将增大（类似重力场中举起重物），而液体分子由表面进入液体内部，其势能会减小（类似重力场中下落物体）．因任何物体的势能总有减小的倾向，以便使其稳定（势能原理），所以表面层的分子总想进入液体内部以获得“安稳”，从而使表面层分子的总势能尽可能减小．这一趋势微观上使表面积趋于减小，即液面具有主动缩短的趋势． 

2 众所周知，表面张力及其构成和分子引力有着接近的联络．那么，与液面共面相切的微观力——表面张力，和垂直液面指向液体内部的微观力——分子引力合力，二者的如何理解？ 如前所述，液体表面层的分子因遭到指向液体内部的拉力——分子引力的作用．表面层分子总要尽可能地向液体内部钻．这样一来，微观上整个液面就会处在一种张紧的状况，表面上出现张力，即和液体表面共面且相切的表面张力．分子引力、表面张力的可用下面的案例说明类比：一向坐落水平面上的小车，经过一个定滑轮在垂直向下的拉力作用下，该车上便会有一沿水平方向的力．分子引力和表面张力的联络是：前者为因，后者为果 

3 表面张力一般随温度升高而减小，因为温度升高，分子热运动加重，液体分子之间间隔增大．彼此吸引力将减小，所以表面张力要相应地减小．抵达临界温度（物质以液态形态出现的z高温度）时，表面张力减小到零．一般表面张力和温度的联络成一向线；也有的表面张力虽随温度添加而减小，但不是直线联络；有的二者联络则更凌乱．表1是不同温度下水的表面张力系数值．

 4 表面张力和液体表面接触的物质有关．一般不说明接触物质的表面张力值，是液体和该液体的蒸汽或含有其丰满蒸汽的空气接触时的数值．如果接触的物质是其他气体或液体，那么表面张力将发生变化，这有点类似于物体间的动抵触因数，如木块与铁块，木块与冰块之间的动抵触因数就不相同·表2是20℃下水与不同物质接触时的表面张力系数值． 表2

 5 纯真液体中溶有不同种类的物质时，因为溶液中部分溶质分子进入到溶液的表面层．如此，表面层的结构将变化，分子组成将会改动，分子间作用力也会随之发生变化，所以表面张力将改动．如：水中溶入酸、酯等物时，其表面张力（系数）相对纯水会减小，并随溶液浓度添加而渐小（20℃下，水中溶有番笕，表面张力系数将从72.75×10-3N／m，减至40×10-3N／m）；水中溶入食盐、蔗糖等物时，表面张力（系数）则会稍稍变大，且随浓度加大而逐渐增大． 纯真液体的表面张力系数和液体表面的大小无关，但有时表面张力系数也和表面的大小有关，溶解了活性表面物质的液体（如番笕水）便是如此． 、表面张力和杂质的联络 、表面张力和表面接触物质的联络、表面张力和温度的联络、表面张力和分子引力的解释、液体表面具有缩短趋势的微观解释