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表面张力

surface tension

定义：在液体或固体表面上，由于分子间引力形成的垂直于任一单位长度并与表面相切的收缩力。其大小与液体或固体性质和温度等有关。其单位是单位长度的力或单位面积的能量。

学科：生物物理学_生物力学与生物流变学_生物力学

相关名词：表面张力波 临界表面张力 毛细作用

【延伸阅读】

真空中的水滴会自发地收缩为一个完美的球形（此时它的表面积最小）。是什么力的作用使它变形的呢？在不受外力的情况下，这一力量来自液体本身，这种由分子间引力引起的，使液体表面积减小的力称为表面张力。表面张力的方向与液体表面相切，这正是水滴最终呈球形的原因。

表面张力既是单位长度的力，又是单位面积的能量，因此在材料科学中，表面张力又称为表面应力或表面能。

与表面张力容易混淆的术语是界面张力。二者都是界面处分子间的引力，只不过在液—气和液—固界面，气体和固体“存在感”太弱，使得我们仅关注液体这一相，而将这种引力称为液体的表面张力。而对于两种互不相溶的液体，它们之间的界面非常明显，因此称为界面张力。

表面张力的大小仅与液体或固体本身的性质及温度有关。在吹肥皂泡的时候，用热肥皂水更容易吹出更大更稳定的泡泡，这就是因为肥皂水的表面张力小于纯水，热水的表面张力小于凉水，双管齐下才更容易吹出好泡泡。同样的道理，小说《三体》中，女主人公将尾部附有肥皂片的小纸船放进浴缸中，纸船向前移动，这也是因为船头水面的表面张力大于船尾，牵引着纸船向前行进。

液体的表面张力还可以解释许多实验和自然现象，比如曲别针或硬币浮于水面，水黾（shuǐ mǐn，一种水生半翅目类昆虫，俗称“水马”“水蜘蛛”）在水上行走，都是表面张力为其提供支撑；试管中的水面微凹而水银面微凸，也是因为表面张力而造成的曲率不同；毛细现象中，是固、液、气三相线上的表面张力使得液体能够反重力爬升。可以说，表面张力与我们的生活息息相关。