失衡的拉扯
想象一杯水深处的一个分子。它四面八方都有邻居，向各个方向均匀地拉它，所以净受力为零。现在想象一个正好位于空气-水边界上的分子。它的下方和侧面有水分子，上方却只有稀薄的空气——向上拉它的吸引力少得多。结果就是一个向内的净拉力。表面上的每一个分子，实际上都在被往液体内部拉回去。
由于这种向内的拉力，液体表现得好像表面绷着一层薄薄的弹性皮膜。这层皮膜抗拒被扩大，于是液体试图把表面缩到尽可能小的面积。这种倾向就是我们所说的表面张力。它解释了为什么一滴自由液滴会缩成球形——在给定体积下球体的表面积最小——也解释了为什么小昆虫能停在水面上而不下沉。
当两种液体相遇：界面张力
表面张力其实是一种特例——它是液体与空气（或蒸气）之间边界处的张力。当边界位于两个不完全混合的凝聚相之间（例如油和水）时，我们把同样的效应称为界面张力。原理相同：边界处的分子从两侧感受到不相等的拉力。
两种液体的化学性质越相近，它们边界处的分子感受到的不匹配就越小，因此界面张力越低。油和水差别很大，所以它们的界面张力很高——这正是它们拒绝保持混合、又分回两层的原因。高界面张力意味着要创造无数微小液滴的巨大表面积需要大量能量。降低这种张力是制备稳定乳剂的核心诀窍，而这正是表面活性剂的任务，你将在下一篇里认识它。
一种液体会在另一种液体上铺展成膜，还是停留成一个透镜状的液滴，由铺展系数来描述——它就是所涉及三种张力之间的简单平衡。我们将在本系列后面回到铺展，以及固体的润湿。
感受这些数值
把表面张力锚定在真实数值上会很有帮助。水的表面张力异常地高，因为它的分子之间有很强的氢键。油的数值低得多，而当你加入表面活性剂时，数值会急剧下降。下表给出大致的室温数值，帮你建立直觉。
Approximate values at ~20 C Liquid surface tension (against air), mN/m Water .......................... 72 Glycerin ....................... 63 Olive / mineral oil ............ 32 Ethanol ........................ 22 Interfacial tension against water, mN/m n-Hexane / water ............... 51 Olive oil / water .............. 23 Oil / water + surfactant ....... < 1 Why a sphere? For a given volume V, a sphere has the smallest surface area A. Less area = less surface energy (E = tension x A), so a free droplet relaxes into a sphere to minimise energy.