表面张力知识
pvdf表面张力
PVDF表面张力1. 引言PVDF（聚偏氟乙烯）是一种重要的高性能聚合物材料，具有优异的力学性能、化学稳定性和电气特性。
在实际应用中，PVDF的表面性质对其功能和性能起着至关重要的作用。
其中，表面张力是衡量材料表面特性的重要参数之一。
本文将从基础概念开始，详细介绍PVDF表面张力的相关知识。
2. 表面张力基础概念2.1 表面张力定义表面张力是指液体分子间相互作用引起的液体表面收缩趋势。
在液体中，分子间存在吸引力，使得液体分子在表面层受到拉力，导致液体呈现出收缩状态。
2.2 表面张力测量方法常见的测量方法包括静态方法和动态方法。
静态方法包括珠泡法、滴下法和平衡法等；动态方法包括振荡法、悬滴法和旋转滴片法等。
3. PVDF材料特性3.1 PVDF简介PVDF是一种具有高结晶度的聚合物材料，具有优异的机械性能、耐化学腐蚀性和电绝缘性能。
它在航空航天、电子器件、传感器等领域有着广泛的应用。
3.2 PVDF表面性质PVDF的表面性质直接影响其应用效果。
其中，表面张力是衡量PVDF表面性质的重要指标之一。
较低的表面张力可以提高涂层润湿性和抗粘附性。
4. PVDF表面张力调控方法4.1 添加剂调控通过添加特定的添加剂，如表面活性剂和纳米颗粒等，可以改变PVDF材料的表面张力。
这些添加剂与PVDF分子相互作用，改变其分子排列和表面结构，从而影响表面张力。
4.2 表面处理方法通过物理或化学方法对PVDF材料进行表面处理，可以显著改变其表面性质和表面张力。
常见的处理方法包括等离子体处理、溶液浸渍、光氧化和热处理等。
5. PVDF应用案例5.1 PVDF薄膜PVDF薄膜具有优异的电气性能和机械强度，广泛应用于电子器件、传感器和能源领域。
通过调控PVDF薄膜的表面张力，可以改善其润湿性和抗粘附性。
5.2 PVDF涂层PVDF涂层具有耐化学腐蚀性、耐候性和耐磨损性等优良特性，在建筑、航空航天和汽车等领域有着广泛应用。
表面张力的调控可以影响涂层的附着力和抗污染能力。
高中物理第3章液体第1节液体的表面张力课件鲁科选修3_3
球形。若露珠过大， 最小 。因此小水珠、小露珠等都呈现_____ 积_____
椭球形 ，完全失重环境下，可形 重力影响不能忽略，则呈 ________
成标准的球形。
[跟随名师· 解疑难]
1．液体表面张力的形成 (1)分子分布特点：由于蒸发现象，表面层分子的分布比液 体内部稀疏， 即表面层分子间的距离比液体内部分子间的距离 大。 (2)分子力的特点： 液体内部分子间引力、 斥力基本上相等， 而液体表面层分子之间距离较大，分子力表现为引力。 (3)表面特性： 表面层分子之间的引力使液面产生了表面张 力，使液体表面好像一层绷紧的膜。所以说表面张力是表面层 分子力作用的结果。
[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手) 如图 311 所示，先把一个棉线圈拴在铁丝环 上，再把环在肥皂水里浸一下，使环上布满肥 皂的薄膜。如果用热针刺破棉线圈里那部分薄 膜，则棉线圈将成为 A．椭圆形 C．圆形 ( B．长方形 D．任意形状 )
图 311
解析：由于表面张力的作用，当刺破棉线圈里的薄膜时，棉线 圈外的薄膜就会收缩，使棉线圈张紧成圆形。
答案：C
表面张力及其微观解释
[自读教材· 抓基础] 1．表面层 (1)定义：
薄层 。 液体与气体接触的表面存在的一个_____
(2)特点：
稀疏 。 表面层分子的分布比液体内部_____
2．表面张力 (1)定义：
吸引 的力。 液体表面各部分间相互_____
(2)作用效果：
小 由于表面张力的作用，液体表面总要收缩到尽可能 ____
(4)表面张力的方向：表面张力的方向和液面相切，垂直 于液面上的各条分界线。如图 312 所示。
表面张力测试原理
表面张力测试原理一、引言表面张力是液体表面因分子间相互作用力而产生的一种现象。
表面张力的大小决定了液体在固体表面上的展开程度和液滴的形状。
为了准确测量液体的表面张力，科学家们发明了各种表面张力测试方法。
本文将介绍其中一种常用的表面张力测试原理。
二、背景知识在了解表面张力测试原理之前，我们需要先了解一些背景知识。
液体分子间的作用力主要有两种：吸引力和斥力。
吸引力使得液体分子朝向液体内部聚集，而斥力使得液体分子朝向液体表面散开。
表面张力是由液体分子表面上的斥力引起的。
三、表面张力测试原理表面张力测试原理是通过测量液体表面的膜张力来间接推算出表面张力的大小。
具体步骤如下：1. 准备实验：选择一个合适的装置，通常是一个带有刻度的玻璃管。
将液体注入玻璃管中，使其与管口齐平。
确保液体表面是平的，没有凹陷或突起。
2. 测量高度差：使用一个精确的尺子或标尺测量液体表面与管口之间的高度差。
这个高度差被称为液体的膜高度。
3. 计算膜张力：根据液体的膜高度和液体的密度，可以计算出液体的膜张力。
膜张力是液体表面张力的一种衡量方式，可以用单位面积上的力来表示。
4. 数据分析：将膜张力与其他因素进行比较，如液体种类、温度、pH值等。
通过分析这些数据，可以了解不同因素对表面张力的影响程度。
四、应用领域表面张力测试在许多领域中都有广泛的应用，例如液体表面活性剂的研究、油漆涂层的优化、药物输送系统的设计等。
通过测量不同液体的表面张力，可以帮助科学家们更好地理解和控制液体的行为。
五、现有技术改进随着科技的进步，表面张力测试的技术也在不断改进。
传统的膜高度测量方法已经被更先进的方法取代，例如利用悬滴法和压力测量法。
这些方法不仅提高了测量的准确性，还缩短了测试时间，并且可以应用于更广泛的液体类型。
六、总结表面张力测试原理是通过测量液体表面的膜张力来间接推算出表面张力的大小。
通过使用合适的装置和精确的测量方法，科学家们可以准确测量液体的表面张力，并进一步研究其影响因素。
溶液表面张力(3篇)
第1篇摘要：表面张力是溶液中一种重要的物理现象，它对溶液的蒸发、渗透、吸附等过程有着重要的影响。
本文将介绍溶液表面张力的基本概念、影响因素、作用机理以及在实际应用中的重要性，并对表面张力的研究现状和未来发展趋势进行探讨。
一、引言溶液表面张力是指溶液表面分子受到内部分子吸引力的作用，使得表面分子间距缩小，表面分子间作用力增强，从而在溶液表面形成一层紧绷的膜。
表面张力是溶液的一种基本性质，它对溶液的蒸发、渗透、吸附等过程有着重要的影响。
本文将对溶液表面张力进行详细介绍。
二、溶液表面张力的基本概念1. 表面张力的定义表面张力是指单位长度表面所受到的拉力。
其表达式为：T = F/L，其中T为表面张力，F为拉力，L为长度。
2. 表面张力的单位表面张力的单位为N/m（牛顿/米）。
三、溶液表面张力的影响因素1. 分子间作用力溶液表面张力的大小与分子间作用力密切相关。
分子间作用力越强，表面张力越大。
分子间作用力主要包括范德华力、氢键和离子键等。
2. 温度温度对溶液表面张力有显著影响。
随着温度的升高，溶液表面张力逐渐减小。
这是因为温度升高，分子热运动加剧，分子间作用力减弱，导致表面张力降低。
3. 溶质浓度溶质浓度对溶液表面张力也有一定影响。
溶质浓度越高，表面张力越大。
这是因为溶质分子在溶液表面会占据一部分空间，从而使得表面分子间距减小，表面张力增大。
4. 表面活性剂表面活性剂具有降低溶液表面张力的作用。
这是因为表面活性剂分子具有亲水基和疏水基，能够改变溶液表面分子的排列，降低表面张力。
四、溶液表面张力的作用机理1. 蒸发溶液表面张力使得溶液表面形成一层紧绷的膜，从而阻碍溶液分子的蒸发。
表面张力越大，蒸发速率越慢。
2. 渗透溶液表面张力影响溶液的渗透过程。
表面张力越大，渗透速率越慢。
3. 吸附溶液表面张力影响溶液分子的吸附过程。
表面张力越大，吸附速率越慢。
五、溶液表面张力在实际应用中的重要性1. 洗涤剂洗涤剂中的表面活性剂具有降低溶液表面张力的作用，从而提高洗涤效果。
不同液体之间的表面张力系数
不同液体之间的表面张力系数标题：深入探索不同液体之间的表面张力系数导语：表面张力是液体界面上自发形成的一种现象，它决定着液体在容器内的形状和液滴的稳定性。
不同液体之间的表面张力系数差异巨大，这种差异是由分子之间的力引起的。
本文将深入探索不同液体之间的表面张力系数及其影响因素，旨在帮助读者更全面、深刻地理解这一现象。
一、什么是表面张力表面张力是指液体界面上自发形成的一种力，使得液体呈现出一种将表面缩小的趋势。
表面张力决定着液体的形状和液滴的稳定性。
我们可以通过在水面上洒撒一些小颗粒来观察表面张力的效应，这些颗粒会在水面上聚集成团，并呈现出一个较小的弯曲角度。
二、影响表面张力的因素1. 分子之间的作用力：表面张力与液体分子之间的相互作用力密切相关。
分子之间的吸引力越大，表面张力越高。
一般来说，极性分子之间的吸引力比非极性分子之间的吸引力要强，因此极性液体的表面张力通常较高。
2. 温度：温度也会对表面张力产生影响。
随着温度的升高，分子的热运动增强，表面张力会减小。
这也是为什么在冷天气里，水滴往往形成较为圆润的原因，因为此时水的表面张力较高。
3. 杂质和溶质的存在：杂质和溶质的存在会干扰液体分子之间的相互作用力，进而影响表面张力。
特别是一些表面活性剂，它们可以改变液体的表面性质，使表面张力降低。
三、不同液体之间的表面张力差异不同液体之间的表面张力系数差异巨大，这是由液体本身的化学性质决定的。
以下是几种常见液体的表面张力系数（单位：N/m）：1. 水：0.07282. 甲醇：0.02223. 乙醇：0.02124. 丙酮：0.02175. 水银：0.465从上述数据可以看出，水银的表面张力系数远远高于其他液体，这是因为水银是一种金属，具有比较强的分子间相互作用力。
四、不同液体之间的表面张力影响实际应用不同液体之间的表面张力差异直接影响到实际应用中的一些现象和现象。
以下是一些例子：1. 水滴形状：不同液体的表面张力决定了水滴的形状。
初中化学知识点归纳物质的表面张力和界面活性剂
初中化学知识点归纳物质的表面张力和界面活性剂物质的表面张力和界面活性剂是初中化学中的重要知识点，对于理解物质的性质和应用有着重要的作用。
本文将对物质的表面张力和界面活性剂进行归纳和解析。
一、物质的表面张力表面张力是指液体表面发生形变时所需要的能量。
一般来说，表面张力使液体表面趋于收缩，这是由于液体分子间的相互作用力导致的。
液体表面上的分子相互靠近，受到液体内部的吸引力，所以液体的表面像薄膜一样被拉紧。
表面张力的大小与液体种类有关，一般情况下，分子间作用力较大的液体具有较大的表面张力。
二、界面活性剂界面活性剂是一类能够降低液体表面张力的物质。
界面活性剂分子结构中含有亲水基团和疏水基团，使其既能与水分子相互作用，又能与非极性物质相互作用。
界面活性剂可以在液体表面形成一层分子膜，分子膜的疏水基团朝向水面，亲水基团与水分子相互作用。
这种分子膜能够降低表面张力，使液体表面变得更加平滑。
三、表面活性剂的分类和应用表面活性剂可以根据亲水基团和疏水基团的相对位置分为两类：阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂。
阳离子表面活性剂的亲水基团带正电荷，而阴离子表面活性剂的亲水基团带负电荷。
表面活性剂在日常生活中有广泛应用。
例如，洗涤剂就是一种常见的表面活性剂。
洗涤剂的分子结构中含有亲水基团和疏水基团，可以降低水与油污的表面张力，使其与水混合并分散在水中。
此外，界面活性剂还可以用于制备乳液、泡沫剂等。
四、物质的表面张力与界面活性剂的联系物质的表面张力与界面活性剂有着密切关系。
界面活性剂的存在可以降低液体的表面张力，使液体更容易形成泡沫、乳液等。
同时，界面活性剂还可以改变液体的表面性质，使其具有良好的润湿性和展开性。
总结：物质的表面张力是液体表面发生形变时所需要的能量，而界面活性剂是能够降低液体表面张力的物质。
表面活性剂在日常生活中有着广泛的应用，例如洗涤剂、乳液等。
了解物质的表面张力和界面活性剂对于理解物质性质和应用有着重要的意义。
胶体化学第4章 表面张力 毛细作用和润湿作用
则x与y各增加dx和dy 。
Young-Laplace 公式
移动后曲面面积增量为： dAs (x dx)( y dy) xy
D'
x dx C'
o'
xdy ydx (dydx 0)
增加这额外表面所需功为
A'
D
dz
B'
C
y
o
Wf g xdy ydx
克服附加压力所作的功为 W ' psdV dV xydz
第四章 表面张力、毛细作用和 润湿作用
附加压力
表面现象
表面润湿 表面吸附
蒸汽压
毛细现象
表面张力和表面能
ps
界定：界面和表面
什么是界面?
不同相态之间，两相紧密接触、约有几个分子厚度的 过渡区，称为该两相的界面（interface）。
常见的界面有：
液体 界面 性质
气-液界面 液-液界面 液-固界面
气-固界面 固-固界面
液体界面性质的研究内容
研究对象： 液-气界面性质; 液-固界面性质; 液-液界面
基本内容： 1、物体表面会发生怎样的物理化学现象 2、物体表面分子和内部有何不同 3、界面现象对体系性质的影响
前沿热点、实际应用：
1、超临界干燥技术 2、仿生材料——超疏水、超亲水材料 3、分子子组装膜；LB膜。。。。。。
狭义的表面吉布斯自由能：
g
G ( A ) p,T ,nB
保持温度、压力和组成不变，每增加单位表面积时，
Gibbs自由能的增加值称为表面Gibbs自由能，或简称表
面自由能或表面能，用符号g 或 表示，单位为J·m-2。
等温、等压条件下，可逆的增加单位表面积时，环 境对体系所做的功转化为表面层分子的吉布斯自由能。
表面张力和蒸汽压
表面张力和蒸汽压1. 表面张力的概念表面张力是液体分子间相互作用力的宏观表现，是液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离时产生的一种现象。
表面张力产生的原因是液体表面层分子间相互作用力的合力为零，即表面层分子既有吸引力也有排斥力，但两种力的合力表现为吸引力，使得液体表面层分子有收缩到最小的趋势。
2. 表面张力的影响因素表面张力的大小受到多种因素的影响，主要包括：（1）液体的种类：不同液体的分子组成和结构不同，因此表面张力也不同。
例如，水具有较高的表面张力，而油和酒精的表面张力较低。
（2）温度：液体的表面张力随温度的升高而减小。
因为温度升高使得液体分子运动速度加快，分子间的吸引力减弱，从而导致表面张力减小。
（3）溶质：向液体中加入溶质，可以改变液体的表面张力。
一般来说，溶质的加入会使液体表面张力增大，但也有例外。
（4）气体：液体与气体接触时，液体的表面张力会受到气体性质的影响。
例如，液体在空气中的表面张力大于在其他气体中的表面张力。
3. 表面张力的作用和应用表面张力具有许多重要的生物学和化学意义，例如：（1）液体的滴状形状：由于表面张力的作用，液体在无外力作用下会形成滴状形状，有利于液体的运输和分配。
（2）液体的渗透：表面张力使得液体能够渗透到细小的孔隙中，这对于生物体的吸收和分泌等过程具有重要意义。
（3）乳化：表面张力有助于乳化液体的形成，使油和水等不相溶的液体混合在一起。
（4）泡沫稳定：表面张力使得泡沫稳定存在，有助于清洁剂、洗发水等产品的清洁作用。
4. 蒸汽压的概念蒸汽压是指在一定温度下，液体与其蒸汽之间达到平衡时蒸汽所对应的压强。
蒸汽压与液体的温度、种类和表面积等因素有关。
5. 蒸汽压的影响因素蒸汽压的大小受到多种因素的影响，主要包括：（1）液体的种类：不同液体的分子组成和结构不同，因此蒸汽压也不同。
例如，水的蒸汽压随温度的升高而迅速增大，而油的蒸汽压较低。
（2）温度：液体的蒸汽压随温度的升高而增大。
§13.1-表面张力及表面Gibbs自由能知识讲解
丙酸
不同的酸在相同的
丁酸
浓度时，每增加一个
CH2，其表面张力降低
35
效应平均可增加约3.2倍
戊酸
0.18
0.36
0.54
c/(mol dm3)
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1
27
稀溶液的γ ~c曲线的三种类型
曲线Ⅰ d 0 dc
作业:1
非离子型有机物
曲线Ⅱ d > 0 dc
非表面活性物质
曲线Ⅲ d 0 dc
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1
9
界面现象的本质
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1
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比表面（specific surface area）
比表面通常用来表示物质分散的程度，有两 种常用的表示方法：一种是单位质量的固体所具 有的表面积；另一种是单位体积固体所具有的表 面积。即：
A0A m s 或 A0V As
式中，m 和 V 分别为固体的质量和体积，As为其 表面积。目前常用的测定表面积的方法有BET法 和色谱法。
面相，在体积功之外，还要增加表面功，则基本 公式为
d U T d S p d V d A s B d n B
B
UUS,V,A s,nB
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1
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表面热力学的基本公式
所以考虑了表面功的热力学基本公式为
d U T d S p d V d A s B d n B
又可称为表面Gibbs自由能
表面自由能的单位： J m 2
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界面张力与温度的关系
温度升高，界面张力下降，当达到临界温度Tc时， 界面张力趋向于零。这可用热力学公式说明：
表面张力知识
基本概念一、粘度液体在流动时，在其分子间产生内摩擦的性质，称为液体的黏性，粘性的大小用黏度表示，粘度又分为动力黏度与运动黏度度。
1.黏度简介将流动着的液体看作许多相互平行移动的液层, 各层速度不同,形成速度梯度(dv/dx),这是流动的基本特征.(见图) 由于速度梯度的存在,流动较慢的液层阻滞较快液层的流动,因此.液体产生运动阻力.为使液层维持一定的速度梯度运动,必须对液层施加一个与阻力相反的反向力. 在单位液层面积上施加的这种力,称为切应力τ(N/m2).切变速率(D) D=d v /d x (S-1) 切应力与切变速率是表征体系流变性质的两个基本参数牛顿以图4-1的模式来定义流体的粘度。
两不同平面但平行的流体，拥有相同的面积”A”，相隔距离”dx”，且以不同流速”V1”和”V2”往相同方向流动，牛顿假设保持此不同流速的力量正比于流体的相对速度或速度梯度，即：τ= ηdv/dx =ηD（牛顿公式）其中η与材料性质有关，我们称为“粘度”。
2.黏度定义将两块面积为1m2的板浸于液体中,两板距离为1米,若加1N的切应力,使两板之间的相对速率为1m/s,则此液体的粘度为1Pa.s。
牛顿流体：符合牛顿公式的流体。
粘度只与温度有关，与切变速率无关，τ与D为正比关系。
非牛顿流体：不符合牛顿公式τ/D=f（D），以ηa表示一定（τ/D）下的粘度，称表观粘度。
又称黏性系数、剪切粘度或动力粘度。
流体的一种物理属性，用以衡量流体的粘性，对于牛顿流体，可用牛顿粘性定律定义之：式中μ为流体的黏度；τyx为剪切应力；ux为速度分量；x、y 为坐标轴；dux/dy为剪切应变率。
流体的粘度μ与其密度ρ的比值称为运动粘度，以v表示。
粘度随温度的不同而有显著变化，但通常随压力的不同发生的变化较小。
液体粘度随着温度升高而减小，气体粘度则随温度升高而增大。
对于溶液，常用相对粘度μr表示溶液粘度μ和溶剂粘度μ之比，即：相对粘度与浓度C的关系可表示为：μr＝1＋【μ】C＋K′【μ】C＋…式中【μ】为溶液的特性粘度，K′为系数。
《17 水面的秘密》知识清单
《17 水面的秘密》知识清单一、水的表面张力现象1、什么是表面张力水的表面好像有一层薄薄的“皮肤”，这就是水的表面张力。
比如说，我们可以看到小昆虫能在水面上行走，就像它们有超能力一样，其实是水的表面张力在起作用。
就像有一次我在小池塘边看到一只水黾，它的腿又细又长，在水面上跑来跑去，它的脚并没有陷到水里去，这就是因为水的表面张力能够支撑住它的身体。
表面张力让水的表面尽可能缩小。
如果我们把一些回形针轻轻放在水面上，会发现回形针可以漂浮在水面上，而不是像我们想象的那样立刻沉下去。
这是因为水的表面张力就像一个无形的“网”，托住了回形针。
2、表面张力的表现水滴的形状。
我们平常看到的水滴是近似球形的，这就是表面张力的表现。
因为在相同体积的情况下，球形的表面积是最小的，水的表面张力会使水滴的表面积尽量小，所以就形成了近似球形的形状。
就像我们吹泡泡的时候，泡泡也是球形的，这也是表面张力的作用。
水在容器边缘的形状。
当我们把水装在一个容器里的时候，会发现水在容器边缘的水面是向上弯曲的，这也是表面张力在作怪。
它使得水的表面不会平平地贴着容器边缘，而是有一点向上凸起。
二、影响表面张力的因素1、温度的影响温度对水的表面张力是有影响的。
一般来说，温度升高的时候，水的表面张力会减小。
就像我们烧开水的时候，当水开始变热，水的表面张力就慢慢变小了。
如果我们在热水和冷水中做同样的小实验，比如在热水和冷水中分别放入同样的小纸片，会发现小纸片在热水中的漂浮状态可能和在冷水中不太一样，在冷水中可能漂浮得更稳一些，这就是因为热水的表面张力相对较小。
2、杂质的影响如果往水里加一些杂质，也会改变水的表面张力。
比如说，如果我们往水里加一点肥皂液，就会发现水的表面张力明显变小了。
我们可以做一个小实验，在一个干净的水盆里，水的表面可以让小针漂浮，但是当我们往水里滴入一些肥皂液后，小针就会很快沉下去，这是因为肥皂液破坏了水原本的表面张力。
三、表面张力在生活中的应用1、清洁用品的原理很多清洁用品就是利用了水的表面张力的原理。
表面张力及其测定【最新资料】
基础知识2第三讲表（界）面张力3.0 思考题（1）什么是表（界）面张力？降低表（界）面张力有什么意义？（2）简述：表面张力的测定方法（常用的有7种）及各自的适用范围。
（3）解释：毛细上升法、脱环法、滴重法、吊片法、最大气泡法、停滴法、悬滴法。
（4）写出Szyszkowski公式，指出其研究内容和用途。
（5）解释：表面张力曲线的最低点现象。
（6）什么是表面活性剂样品纯净与否的重要标志？（7）正、负离子表面活性剂混合会发生什么现象？为什么？（8）解释：表面活性剂降低水表面张力的能力、效率（9）什么是溶液的平衡表面张力、动表面张力？影响动表面张力的因素存在哪些定性规律？（10）什么是溶液表面张力时间效应？如何测定？影响因素？（11）简述：振荡射流法的基本原理。
（12）液液界面由哪些途径形成，是否自发进行？（13）解释：界面张力、界面自由能、界面张力曲线转折点。
（14）何谓“超低界面张力”？有何实际应用？简述旋滴法测定超低界面张力的基本原理。
3.1 基本概念1.界面、界面现象、界面张力（界面自由能）表面张力现象.A VI2.毛细上升法、脱水法、滴重法、吊片法、最大气泡法、停滴法、悬滴法（7种测定界面张力的方法）3.表面张力曲线的最低点现象4.振荡射流法5.Szyszkowski公式6.超低界面张力、旋滴法3.2 基本原理1.测定界面张力方法的原理（常用的7种方法）①毛细上升法②脱环法③滴重法④吊片法⑤最大气泡法⑥停滴法⑦悬滴法2.振荡射流法的工作原理。
3.应用“超低界面张力”技术解决注水油井后期石油开采的基本原理。
3.3 思考题参考答案（1）什么是表（界）面张力？降低表（界）面张力有什么意义？ 答：表（界）面张力是指由于液相表面分子受到的内部分子作用力大于外界气相（或另一相）分子的作用力而形成向内收缩的合力。
表面活性剂的许多应用都与降低液体的表（界）面张力的能力有关。
如起泡作用、润湿作用、铺展作用等，它们又衍生出许许多多的物理化学性质。
液体的表面张力公式
液体的表面张力公式液体的表面张力是指液体表面上的分子相互作用力所形成的张力。
表面张力是液体与气体接触面上表现出来的一种特性。
下面，我们来了解一下液体的表面张力公式及其相关知识。
一、液体的表面张力公式：液体的表面张力公式为：γ = F / l其中，γ表示液体的表面张力，F表示液体分子间的作用力，l表示液体表面上的长度。
二、液体表面张力的测量方法1. 滴下法：常用的测量液体表面张力的方法之一。
2. 垂直片法：也是常用的测量液体表面张力的方法之一。
3. 悬垂法：此法是通过比较液体滴下和外拉半径相等的玻璃纤维细丝的张力来测量表面张力。
三、影响液体表面张力的因素1. 温度：温度升高时，液体分子热运动加剧，表面张力减小。
2. 杂质：杂质的存在破坏了液体表面平衡，表面张力会发生变化。
3. 溶质：液体中溶质浓度增加，表面张力减小。
4. 外电场：在外电场的作用下，液体分子的排列会发生改变，表面张力也会受影响。
5. 分子结构：分子结构的改变也会影响液体表面张力。
四、表面张力在生产、生活中的应用1. 表面张力可用于制作涂层，如热敏记录材料和表面活性剂等。
2. 表面张力可用于泡沫塑料、气柱式夹层玻璃、减速器和润滑剂等制品的生产。
3. 表面张力可用于衣物洗涤、洗涤剂、肥皂等的生产。
4. 表面张力可用于测量液态金属的粘度、测定液态金属的密度等。
5. 表面张力可应用于医学、地质学、纤维工业、石油工业等领域。
总之，液体的表面张力是一种重要的物理性质，其公式和测量方法是我们了解液体性质的基础。
在实际生产和生活中，我们还可以利用表面张力的性质制造出各种生产和生活用品。
第一章表面张力
（不互溶）、液-固、固-气、固-固。
• 若其中一相为气相：固-气、液-气，通常把这种界面 称为表面。
• 凡在相界面上发生的一切物理化学现象称为界面现象 或表面现象。
液体内部的分子或原子处 于力的平衡状态，而表面 层上的分子或原子受力不 均匀，结果产生指向液体 内部的合力，这就是表面 张力产生的根源。
可见，表面张力是质点（分子，原子 等）间作用力不平衡引起的。
日常生活中，我们常常观察到一个固体表面的液滴 因固体材料种类的不同，呈现多种多样的形态，概 括来说，有四种：
影响表面张力的因素
• 熔点 • 温度 • 溶质元素
表面活性元素
能够显著降低溶剂表面张力的物质 可起润湿,渗透,净洗,分散,乳化, 等作用
高中物理 课件第3章-第1节 液体的表面张力
2．液体表面分子的分布 液体表面附近的分子由平衡位置向外运动时，因为外部空气和蒸汽分子对 它的斥力很小，不起显著作用，它只受到内部分子的吸引力，因此使它恢复到 平衡位置的作用力就没有在液体内部时大，使得表面层里的分子振动的振幅要 比液体内部分子的振幅大，一些动能大的分子就有可能冲出吸引力范围，成为 蒸汽分子，结果形成表面层里的分子分布比液体内部的分子分布稀疏，分子间 的距离就比较大(r＞r0)．
[再判断] 1．液体的表面都有收缩的趋势．(√) 2．昆虫不落入水中，是因为受到了向上的支持力．(√) 3．体积相同的各种形状物体中，球形物体表面积最大．(×) [后思考] 小木船漂浮在水面上是由水面的收缩趋势引起的吗？
【提示】 不是．小木船漂浮在水面上是由小木船受到了水对船的浮力引 起的，而不是由水面的收缩趋势引起的．
【解析】 液体表面层内分子比液体内部分子分布稀疏．在液体内部分子
间的距离是 r＝r0，分子引力和分子斥力相等，对外表现的分子力为零．在表面 层，分子间的距离是 r>r0，分子间的作用力表现为相互吸引，它的作用是使液
体表面绷紧，有收缩的趋势，A、B 错误，CE 正确；表面层上方的气体分子对液 体表面分子的吸引力很小，可以忽略，不是使液体表面收缩的原因，故 D 错误．知识点学一业分
层
测
第 1 节 液体的表面张力
评
知 识 点 二
学习目标 1.知道液体表面的收缩趋势，理解液体 表面存在表面张力现象．(重点) 2．从微观角度了解液体表面张力的成 因．(难点)
知识脉络
液体表面的收缩趋势
[先填空] 1．实验：回形针、硬币漂在水面上 (1)现象：当回形针或硬币漂浮在水面上时，托起回形针或硬币的水面 稍有弯曲 ，就像放有圆形小物品的橡皮膜稍有弯曲一样． (2)结论：液面给回形针或硬币等小物品施加了向上的支持力．
拉脱法测量液体的表面张力系数
3.实验原理
间，考虑一级近似，认为液体的 表面张力为： f = f1 + f2 = αл(D1+ D2) 这里α为表面张力系数，D1、 D2分别为吊环的外径和内径。
使用片状吊环，在液膜拉破前瞬
F1 = mg + f1 + f2 此时传感器受到的拉力F1和输出电压U1成正比，有： U1 = BF1 液膜拉破前瞬间的受力分析图
*
3. 浸润与不浸润现象
当液体和固体接触时，若 固体和液体分子间的吸引力大 于液体分子间的吸引力，液体 就会沿固体表面扩张，形成薄 膜附着在固体上，这种现象称 为浸润；反之为不浸润现象。
浸润情形
不浸润情形
接触角
浸润情形
不浸润情形
*
4.表面张力系数
力，力敏传感器的电压改变量为 B mv。
08
三、实验原理
吊环法：使用金属细线制成吊环时，在液膜被拉破的瞬 间接触角不接近于零，此时所测得的力是表面 张力向下的分量，因而所得表面张力系数误差 较大，必须用修正公式对测量结果进行修正。
吊环法和吊片法比较
拉脱法
测量一个已知周长的金属圆环或金属片从从待测液体 表面脱离时所需的拉力，从而求得该液体表面张力系数的 方法称为拉脱法。所需的拉力是由液体表面张力、环的内 外径及液体材质、座及调节螺丝 2.升降调节螺母 3.培养皿 金属片状圆环 5.硅压阻式力敏传感器及金属外壳 数字电压表
实验装置
*
2. 硅压阻式力敏传感器的结构及原理
（1）传感器 传感器是将感受的物理量、化学量等信息，按一定的规律转换成便于测量和传输的信号的装置。电信号易于处理，所大多数的传感器是将是将物理量等信号转换成电信号输出的。
液体的表面张力和内压力专业知识讲座
假定分子间的作用为合在力恒为温F,时分,子保间持的柱有状效液作体用的距离为l,则内
聚功也可表示为: 截面积A不变的条件下,膨胀dr
距离所引起的热力学能的增量
(2)
因此,由式(1)和式(2)可得:
(3)
按照热力学定义,柱状液体的内压力可表示为: (4)
已知热力学能随分子间距的变化率即为液体分子间的作用合力 F,故将式(4)代入式(3)可得:
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当之2处.，3请.联两系者本人的或网联站删系除。
有些专著用下图所示的力学类比来形象地表示两者间
的关系犹如用滑轮举起重物,举重所做的功即为水平
方向拉力所做的功,意即扩大液扩体大表液面体积表面所增大的表
面自由能等于液体从体相反抗内积压所增力大移的至表表面需做之
二、表面张力与内压力
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当2之.处1，.请内联压系本力人或的网站定删除义。
若有一纯物质液体与其气相共存,不难理解,液体体 相中的分子与表面层分子的受力状况是不相同的。体 相中的分子受周围分子的作用力是各向均等的,分子 犹如在一个均匀的力场中自由地运动;而表面层中的 分子受周围分子的作用则是各向不均等的。由于通常 气相的密度远低于液相,致使表面层分子的受力是不 对称的,它们会受到垂直于表面且方向指向液体体相 的合力的作用,这个合力来自液体分子间的作用,单位 面积的这个作用力便称为内压力。
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当4之.处液，请体联表系本面人或层网站厚删除度。
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表面张力知识点
14.什么是 Kelvin 公式？ 答：由于弯曲表面上有附加压力存在，所以弯曲表面上的蒸气压也与平面上不同。开尔文公式描述了弯曲 表面上的蒸气压与表面张力、曲率半径及液体自身的一些物化性质之间的定量关系。
⑴
⑵
⑶ 公式⑴中，p0 是平面上的蒸气压，p 是曲面上的蒸气压。R’是曲面的曲率半径，对凸面，R’取正值， 对凹面，R’ 取负值。 , M 和 分别是液体的表面张力、摩尔质量和密度。 当曲面是凸面时，如小液滴，它的蒸气压比平面上大。如果与水平面或大液 先消失。对具有升华性质的固体可观察到类似的情况。 当曲面是凹面时， 如液体中的小蒸气泡。 由于凹面的曲率半径取负值， 所以 若平面上已经开始沸腾，而在液面下的小蒸气泡内的蒸 蒸气压越大；对具有凹面的蒸气泡，曲率半径越小，里面 子半径越小，其饱和溶液的浓度越大，溶解度也越大。在 对大粒子已饱和的溶液， 对小粒 2. 人工降雨的原理是什么？ 这就是 重量分析中的陈化过程。 答：人工降雨的先决条件是云层中有足够的过饱和度，一般要大于 4（即水的饱和蒸气压是平面液体蒸气 压的 4 倍以上）。即使如此，雨滴也不一定形成，因为根据开尔文公式，小液滴的蒸气压大。对大片液体 而言的过饱和度为 4，而对初生成的微小液滴仍未达到饱和，所以雨滴无法形成。如果这时用飞机在这样 的云层中播散干冰，AgI 或灰尘，提供凝聚中心，增大新形成雨滴的半径，水汽就凝聚变成雨下降。 3. 为什么有机蒸馏中加了沸石才能防止暴沸？ 答：有机溶液中溶解的空气极少。沸腾时蒸气泡中的压力应该等于外压。根据开尔文公式，蒸气泡的内表 面是凹面，气泡半径越小，其中的蒸气压也越小。在到达正常沸点时，气泡内的压力尚未达到外压 p0 的大 小，液体仍未沸腾。再继续升温时，气泡长大，所受的附加压力 ps 减小，气泡内的蒸气压升高。气泡在上 升过程中液柱的压力 pl 也变小。这时液体温度已超过沸点，所有液体都想变成蒸气冲出，这就是暴沸。沸 石是多孔固体，小孔中含有空气，在升温过程中空气逸出，提供成泡中心，使初形成的蒸气泡不致于太小。 到达沸点时气泡上升，搅动溶液，使液体保持正常的沸腾状态。 4. 重量分析中，形成沉淀后，为什么要将沉淀陈化一段时间后再过滤？ 答：在形成沉淀的过程中，沉淀粒子的大小不一。如果马上过滤，小颗粒可能透过滤纸而使分析结果偏低。 根据开尔文公式，颗粒越小，其溶解度越大。大小粒子处在同一环境中，小颗粒不断溶解，大颗粒不断长 大。陈化一段时间后，小颗粒消失，这样既容易过滤，分析结果也比较准确。 5. 什么叫“新相难成”？通常有哪些表现? 答：在一个稳定相中要生成另一个新相是很不容易的，这就叫做新相难成。例如：溶液已经过饱和了，而 溶质的结晶仍未形成；云层已经过饱和了，而雨滴仍未形成；液体温度已经到达正常凝固点以下了，它的 固态仍然未形成；液体温度已经超过正常沸点了，而蒸气泡仍未大量出现，液体仍没有沸腾。这些现象都 可以用开尔文公式来解释。因为开始形成的新相一定很小，由于曲率半径小，曲面上所受的附加压力就大。 那小颗粒的溶解度、蒸气压一定比大粒子高，而小蒸气泡的蒸气压又比大气泡小，因而会形成过饱和溶液、 过饱和蒸气、过冷液体和过热液体等。这些都是新相难成的具体表现形式。 公式⑵是两个曲率半径不同的液滴或蒸气泡的蒸气压与曲率半径的关系。对 的蒸气压也越小。 为颗粒是凸面，所以粒 一个饱和溶液中，若有大、小不同的粒子存在， 公式⑶是两个半径不同的小颗粒的饱和溶液浓度与粒子半径之间的关系。因 半径越小， 蒸气压越低。 液滴，曲率半径越小， 气压仍未达到外压的大小，出不来。 滴在一起时，小液滴首
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基本概念一、粘度液体在流动时，在其分子间产生内摩擦的性质，称为液体的黏性，粘性的大小用黏度表示，粘度又分为动力黏度与运动黏度度。
1.黏度简介将流动着的液体看作许多相互平行移动的液层, 各层速度不同,形成速度梯度(dv/dx),这是流动的基本特征.(见图) 由于速度梯度的存在,流动较慢的液层阻滞较快液层的流动,因此.液体产生运动阻力.为使液层维持一定的速度梯度运动,必须对液层施加一个与阻力相反的反向力. 在单位液层面积上施加的这种力,称为切应力τ(N/m2).切变速率(D) D=d v /d x (S-1) 切应力与切变速率是表征体系流变性质的两个基本参数牛顿以图4-1的模式来定义流体的粘度。
两不同平面但平行的流体，拥有相同的面积”A”，相隔距离”dx”，且以不同流速”V1”和”V2”往相同方向流动，牛顿假设保持此不同流速的力量正比于流体的相对速度或速度梯度，即：τ= ηdv/dx =ηD（牛顿公式）其中η与材料性质有关，我们称为“粘度”。
2.黏度定义将两块面积为1m2的板浸于液体中,两板距离为1米,若加1N的切应力,使两板之间的相对速率为1m/s,则此液体的粘度为1Pa.s。
牛顿流体：符合牛顿公式的流体。
粘度只与温度有关，与切变速率无关，τ与D为正比关系。
非牛顿流体：不符合牛顿公式τ/D=f（D），以ηa表示一定（τ/D）下的粘度，称表观粘度。
又称黏性系数、剪切粘度或动力粘度。
流体的一种物理属性，用以衡量流体的粘性，对于牛顿流体，可用牛顿粘性定律定义之：式中μ为流体的黏度；τyx为剪切应力；ux为速度分量；x、y 为坐标轴；dux/dy为剪切应变率。
流体的粘度μ与其密度ρ的比值称为运动粘度，以v表示。
粘度随温度的不同而有显著变化，但通常随压力的不同发生的变化较小。
液体粘度随着温度升高而减小，气体粘度则随温度升高而增大。
对于溶液，常用相对粘度μr表示溶液粘度μ和溶剂粘度μ之比，即：相对粘度与浓度C的关系可表示为：μr＝1＋【μ】C＋K′【μ】C＋…式中【μ】为溶液的特性粘度，K′为系数。
【μ】、K′均与浓度无关。
不同流体的粘度差别很大。
在压强为101.325kPa、温度为20℃的条件下，空气、水和甘油的动力粘度和运动粘度为：空气μ＝17.9×10Pa·s，v＝14.8×10m/s水μ＝1.01×10Pa·s，v＝1.01×10m/s甘油μ＝1.499Pa·s，v＝1.19×10m/s由于粘度的作用，使物体在流体中运动时受到摩擦阻力和压差阻力，造成机械能的损耗（见流动阻力）。
各种流体的粘度数据，主要由实验测得。
常用的粘度计有毛细管式、落球式、锥板式、转筒式等。
在工业上有时用特定形式的粘度计来测定特定的条件粘度。
如炼油工业中常用恩氏粘度（或恩格拉粘度）作为石油产品的一个指标，它表示某一温度下200cm油品与同体积20℃纯水，从恩氏粘度计中流出所需时间之比。
恩氏粘度与动力粘度的关系可按经验公式换算。
又如橡胶工业中常用门尼粘度为衡量橡胶平均分子量及可塑性的一个指标。
在缺少粘度实验数据时，可按理论公式或经验公式估算粘度。
对于压力不太高的气体，估算结果较准；对于液体则较差。
对非均相流体（如低浓度悬浮液）的粘度，可以用爱因斯坦公式估算：式中μm为悬浮液的粘度；μ为连续相液体的粘度;φ为悬浮液中分散相的体积分数；μd为分散相粘度。
当分散相为固体颗粒时，μd→∞，；当分散相为气泡时，μd→0，μm=(1+φ)μ 。
3.粘度测定粘度测定有：动力粘度、运动粘度和条件粘度三种测定方法。
(1)动力粘度：ηt是二液体层相距1厘米，其面积各为1(平方厘米)相对移动速度为1厘米/秒时所产生的阻力，单位为克/厘米·秒。
1克/厘米·秒=1泊一般：工业上动力粘度单位用泊来表示。
(2)运动粘度：在温度t℃时，运动粘度用符号γ表示，在国际单位制中，运动粘度单位为斯，即每秒平方米(m2/s)，实际测定中常用厘斯，(cst)表示厘斯的单位为每秒平方毫米(即1cst=1mm2/s)。
运动粘度广泛用于测定喷气燃料油、柴油、润滑油等液体石油产品深色石油产品、使用后的润滑油、原油等的粘度，运动粘度的测定采用逆流法(3)条件粘度：指采用不同的特定粘度计所测得的以条件单位表示的粘度，各国通常用的条件粘度有以下三种：①恩氏粘度又叫思格勒(Engler)粘度。
是一定量的试样，在规定温度(如：50℃、80℃、100℃)下，从恩氏粘度计流出200毫升试样所需的时间与蒸馏水在20℃流出相同体积所需要的时间(秒)之比。
温度tº时，恩氏粘度用符号Et表示，恩氏粘度的单位为条件度。
②赛氏粘度，即赛波特(sagbolt)粘度。
是一定量的试样，在规定温度(如100ºF、F210ºF或122ºF等)下从赛氏粘度计流出200毫升所需的秒数，以“秒”单位。
赛氏粘度又分为赛氏通用粘度和赛氏重油粘度(或赛氏弗罗(Furol)粘度)两种。
③雷氏粘度即雷德乌德(Redwood)粘度。
是一定量的试样，在规定温度下，从雷氏度计流出50毫升所需的秒数，以“秒”为单位。
雷氏粘度又分为雷氏1号(Rt表示)和雷氏2号(用RAt表示)两种。
上述三种条件粘度测定法，在欧美各国常用，我国除采用恩氏粘度计测定深色润滑油及残渣油外，其余两种粘度计很少使用。
三种条件粘度表示方法和单位各不相同，但它们之间的关系可通过图表进行换算。
同时恩氏粘度与运动粘度也可换算，这样就方便灵活得多了。
粘度的测定有许多方法，如转桶法、落球法、阻尼振动法、杯式粘度计法、毛细管法等等。
对于粘度较小的流体，如水、乙醇、四氯化碳等，常用毛细管粘度计测量；而对粘度较大流体，如蓖麻油、变压器油、机油、甘油等透明（或半透明）液体，常用落球法测定；对于粘度为0.1～100Pa•s范围的液体，也可用转筒法进行测定。
[编辑本段]4.其他概念实验室测定粘度的原理一般大都是由斯托克斯公式和泊肃叶公式导出有关粘滞系数的表达式，求得粘滞系数。
粘度的大小取决于液体的性质与温度，温度升高，粘度将迅速减小。
因此，要测定粘度，必须准确地控制温度的变化才有意义。
粘度参数的测定，对于预测产品生产过程的工艺控制、输送性以及产品在使用时的操作性，具有重要的指导价值，在印刷、医药、石油、汽车等诸多行业有着重要的意义。
1845年，英国数学家、物理学家斯托克斯（G. G. Stokes, 1819-1903）和法国的纳维（C.L.M.H. Navier）等人分别推导出粘滞流体力学中最基本的方程组，即纳维-斯托克斯方程，奠定了传统流体力学的基础。
1851年，斯托克斯推导出固体球体在粘性介质中作缓慢运动时所受的阻力的计算公式，得出在给定力（重力）的作用下，阻力与流速、粘滞系数成比例，即关于阻力的斯托斯公式。
纳维-斯托克斯方程是数学中最为难解的非线性方程中的一类，寻求它的精确解是非常困难的事。
直至今天，大约也只有70多个精确解，只有大约一百多个特解被解出来，是最复杂的、尚未被完全解决的世界级数学难题之一。
5.粘度单位换算表动力粘度单位换算;:1厘泊(1cP)=1毫帕斯卡.秒(1mPa.s)100厘泊(100cP)=1泊(1P)1000毫帕斯卡.秒(1000mPa.s)=1帕斯卡.秒(1Pa.s)动力粘度与运动粘度的换算:η=ν. ρ式中η－－- 试样动力粘度(mPa.s)ν－－- 试样运动粘度(mm2/s)ρ－－- 与测量运动粘度相同温度下试样的密度(g/cm3) 恩氏粘度与运动粘度换算：二、表面张力多相体系中相之间存在着界面(interface)。
习惯上人们仅将气-液，气-固界面称为表面(surface)。
通常，由于环境不同，处于界面的分子与处于相本体内的分子所受力是不同的。
在水内部的一个水分子受到周围水分子的作用力的合力为0，但在表面的一个水分子却不如此。
因上层空间气相分子对它的吸引力小于内部液相分子对它的吸引力，所以该分子所受合力不等于零，其合力方向垂直指向液体内部，结果导致液体表面具有自动缩小的趋势，这种收缩力称为表面张力。
将水分散成雾滴，即扩大其表面，有许多内部水分子移到表面，就必须克服这种力对体系做功——表面功。
显然这样的分散体系便储存着较多的表面能(surface energy)。
表面张力(surface tension)是物质的特性，其大小与温度和界面两相物质的性质有关。
在293K下水的表面张力为72.75×10-3 N·m-1，乙醇为22.32×10-3 N·m-1，正丁醇为24.6×10-3N·m-1，而水-正丁醇（4.1‰）的界面张力为34×10-3 N·m-1。
表面张力的测值通常有多种方法,目前实验室及教科书中,通常采用的测试方法为最大气泡压法.由于其器材易得,操作方法相对易于学生理解表面张力的原理,因而长期以来是教学的必备方法.作为表面张力测试仪器的测试方法,通常有白金板法(du Nouy method)\白金环法(Wilhelmy plate method)\悬滴法\滴体积法\最大气泡压法等.定义及相关(1)定义或解释①促使液体表面收缩的力叫做表面张力[1]。
②液体表面相邻两部分之间，单位长度内互相牵引的力。
(2)单位表面张力的单位在SI制中为牛顿/米（N/m），但仍常用达因/厘米（dyn/cm）, 1dyn/cm = 1mN/m。
(3)说明①表面张力的方向和液面相切，并和两部分的分界线垂直，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。
②表面张力是分子力的一种表现。
它发生在液体和气体接触时的边界部分。
是由于表面层的液体分子处于特殊情况决定的。
液体内部的分子和分子间几乎是紧挨着的，分子间经常保持平衡距离，稍远一些就相吸，稍近一些就相斥，这就决定了液体分子不像气体分子那样可以无限扩散，而只能在平衡位置附近振动和旋转。
在液体表面附近的分子由于只显著受到液体内侧分子的作用，受力不均，使速度较大的分子很容易冲出液面，成为蒸汽，结果在液体表面层(跟气体接触的液体薄层)的分子分布比内部分子分布来得稀疏。
相对于液体内部分子的分布来说，它们处在特殊的情况中。
表面层分子间的斥力随它们彼此间的距离增大而减小，在这个特殊层中分子间的引力作用占优势。
因此，如果在液体表面上任意划一条分界线MN把液面分成a、b两部分，如图所示。
F表示a部分表面层中的分子对b部分的吸引力，F6表示右部分表面层中的分子对a部分的吸引力，这两部分的力一定大小相等、方向相反。