分子間作用力與液體
表面張力
/ SUR-fis TEN-shun /
把一枚鋼質迴紋針小心地平放到水面上,它會浮著,儘管鋼比水重得多。或者看一滴雨水如何把自己拉成一顆近乎完美的球。水面表現得像一層繃緊的、看不見的彈性皮膜——這層皮膜繃得有多緊,就是我們所說的表面張力。
表面張力的由來,在於液體深處的一個分子會被四周的鄰居向各個方向均勻地拉扯,而處在表面的分子只在下方和兩側有鄰居,於是它感受到一股向內的淨拉力。液體作出的回應,是把表面收縮到盡可能小的面積,這就使表面表現得像一張繃緊的膜。用數值來說,表面張力是生成單位新表面所需的能量,等價地,也是沿表面單位長度上向內的力。
它為何要緊:表面張力塑造水滴的形狀,讓昆蟲能在水上行走,驅動植物和紙巾裡的毛細上升,並支配著洗滌劑和肺表面活性物質的工作方式。需要老實說明的是:它會隨溫度升高而減弱(分子晃得更厲害了),加入表面活性劑還能讓它大幅下降——肥皂之所以能讓水潤濕油膩的碗碟,正是靠這一點。
水黽站在池面上而不下沉:它那帶蠟、不沾水的腿在水面壓出一個個小凹坑,水的表面張力像蹦床一樣托住了它的體重。
表面張力讓輕的物體能停在液體表面上。
表面張力並不是液體在頂上變得「更結實」——它是同樣的分子間作用力,因表面分子的鄰居更少而被不均勻地感受到。加入肥皂(一種表面活性劑)會讓它急劇下降,所以肥皂水會鋪展開,去潤濕那些清水只會凝成珠的表面。
又稱
另見