什么是液体表面张力？如何计算测量毛细管中的表面张力？

由于在流体分子中发现的明显张力效应或内聚力而引起的特性称为表面张力。因此，液体颗粒显示出与不混溶表面或液体或气体界面粘附的趋势。或者，它可以理解为在液体界面处自由存在的表面能。

由于表面张力是线力，它通常表示为穿过自由液体表面的每单位长度的力。

液体表面张力的较好例子可能是当一只小蚂蚁被一滴水缠住时，即使它只是在一滴水中：由于表面的力量，蚂蚁必须努力从液体中解脱出来水的张力。

测量表面张力

参考下图，可以看到典型的典型的流体分子A由于紧邻A的相邻分子施加的内聚力而保持平衡状态。

由于相邻分子相互施加的内聚力相等且大小相反，因此它们抵消了这些作用，因此A上的净力或合力变为零。

然而，液体表面的分子向下表现出更大的内聚力，因为它们上方没有分子。B上的合成内聚力将更多地作用在向下的方向上。这种现象使液体表面与拉伸的薄膜相当。

一般来说，与液体压力和重力相比，表面张力可以忽略不计；然而，封闭在狭窄区域或非常窄的柱子内的流体表现出强烈且显着的内聚趋势，例如在毛细管、液滴、气泡和通过多孔材料的液体中。

当封闭在垂直或倾斜的毛细管内时，液体的上升和下降称为毛细作用。

通过将流体和毛细管壁之间形成的接触角与液柱上的平衡力联系起来，可以理解这种现象。

参考下图，很明显，液面与毛细管壁之间的锐角接触角构成了毛细作用的上升，反之亦然，而且液体的内聚力随锐角减小而随钝角增大。

当封闭在直径大于 1 cm 的管子和毛细管中时，上述对水和汞的作用变得无关紧要。

测量毛细管中的表面张力

如图，我们看到毛细管上升，其中，向上的张力=管内液柱的重量，

上式可以表述为：

πd.σ.cosθ = πd2.h.ρg/4

因此，毛细上升可以计算为_, h = 4__σcosθ/__ρgd,_ 并且表面张力可以通过求解：

σ = hρgd/4__cosθ

其中σ=由于每单位长度的表面张力而产生的力，并且，

θ=管壁和液体表面之间的接触角。

以水为液体，玻璃管，θ~0，

因此，玻璃管中有水，毛细上升变为：

_h = 4__σ/_ρgd,

生成的表面张力可以通过以下表达式进行评估：

σ = h__ρgd/4

在液滴的情况下，液滴在封闭的液体内达到与施加的表面张力相等的压力。

等于我们得到的上述力，_πd.__σ = p._ πd2/4

最后，上述情况下测量表面张力的公式变为：

σ = pd/4

其中p = 压力，d =液滴直径。

上述解释帮助我们理解与液体相关的这一重要趋势，并最终与我们有关什么是表面张力以及如何测量它。