* 七、液体的表面张力

把一根棉线的两端系在铁丝环上（棉线不要张紧），然后把环浸入肥皂水里，再拿出来，环上就布满了肥皂水的薄膜。这时薄膜上的棉线是松弛的（图 13－19 甲）。如果用热针刺破棉线左侧的薄膜，右侧薄膜就会收缩，使棉线向右弯成弧形（图 13－19 乙）；如果刺破棉线右侧的薄膜，左侧的薄膜就会收缩，使棉线向左弯成弧形（图 13－19 丙）。

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把一个棉线圈系在铁丝环上，使环上布满肥皂水的薄膜，这时膜上的棉线圈是松弛的（图 13－20 甲）。如果刺破棉线圈里的那部分薄膜，棉线圈外的薄膜就会收缩，使棉线圈张紧成圆形（图 13-20 乙）。

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这些实验表明：液体的表面就好象张紧的橡皮膜一样，具有收缩的趋势。

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为什么液体表面具有收缩的趋势呢？原来液体跟气体接触的表面形成一个薄层，叫做表面层（图 13－21）。表面层里的情况跟液体内部有所不同。研究表明，表面层里的分子要比液体内部稀疏些，也就是分子间的距离要比液体内部大些。在液体内部分子间既存在着引力，又存在着斥力。引力和斥力的数量级相同，在通常的条件下可以认为它们的大小是相等的。在表面层里分子间的距离大，引力和斥力都减小，但斥力减小得更快， 所以分子间的相互作用表现为引力。如果在液面上划一条分界线 MN（图 13

－22），把液面分为（1）和（2）两部分，那么，由于表面层中分子间的引力，液面（1）对液面（2）有引力 f1 的作用，液面（2）对液面（1）有引力 f2 的作用，f1 和 f2 大小相等方向相反。像这种液面各部分间相互吸引的力，叫做表面张力。液体的表面张力使液面具有收缩的趋势。

表面张力是跟液面相切的。如果液面是平面，表面张力就在这个平面上；如果液面是曲面，表面张力就在这个曲面的切面上。作用在任何一部分液面上的表面张力，总是跟这部分液面的分界线垂直。

由于液体的表面张力，有些小昆虫可以在水面上跑来跑去或者停留在水面上，不致于陷入水里。在液体的压强不大的情况下，表面张力使液体流不过网眼很密的筛子。在体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积最小。所以荷叶上的小水滴、草叶上的露珠，因表面张力使液面收缩而呈球形。在水平的玻璃板上，较大的水银滴的形状是扁平的，是因为液滴所受重力的影响不能忽视的缘故。

·小实验·