【表面张力系数】

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

σ = F

L

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 = ∆E

∆S

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。