促使液体表面收缩的力叫做表面张力.即液体表面相邻两部分之间,单位长度内互相牵引的力.如液面被长度为L的直线分成两部分,这两部分之间的相互拉力F是垂直于直线L,并与表面相切.则(见图1)
比例系数σ就是液体的表面张力系数,它表示液体表面相邻两部分间单位长度的相互牵引力.
如果液体表面积增大ΔS,液体表面自由能增加ΔE,则表面张力系数σ等于增加单位表面积时,外力所需作的功,也可用下式表示σ=ΔE/ΔS(见图2)
这说明,表面张力系数σ在数值上等于增加单位表面积时所增加的表面能,在等温条件下能转变为机械能的表面内能部分,在热力学中称为表面自由能.从能的角度看,表面张力系数σ就是增加单位表面时所增加的表面自由能.液体表面张力系数的性质表现为：1.液体不同表面张力系数不同.例如,密度小的,容易蒸发的液体表面张力系数小,如液氢和液氦；已熔化的金属表面张力系数则很大；2.表面张力系数随温度的升高而减小,近似地为一线性关系；3.表面张力系数的大小还与相邻物质的化学性质有关；4.表面张力系数还与杂质有关,加入杂质可促使液体表面张力系数增大或减小.一般说来醇、酸、醛、酮等有机物质大都是表面活性物质,比水的表面张力系数小得多.例如,在钢液结晶时,加入少量的硼,就是为了促使液态金属加快结晶的速度.
毛细现象与表面张力系数
毛细现象中液体上升、下降高度.h的正负表示上升或下降.
浸润液体上升,接触角为锐角；不浸润液体下降,接触较为钝角.
上升高度h=2*表面张力系数/（液体密度*重力加速度g*液面半径R）.
上升高度h=2*表面张力系数*cos接触角/（液体密度*重力加速度g*毛细管半径r）.
