界面张力：定义，方程式，单位和度量 - 物理

的界面张力（γ）是每单位长度施加之间的相位（固体或液体）和另一个（固体，液体或气体）的接触表面上的净力。净力垂直于接触表面，并指向相内部。

当某一相是气体时，通常称为表面张力。接触的相是不溶混的，也就是说，它们不能一起溶解形成溶液。相之间的接触区域是分离的几何表面，称为界面。界面张力是由于界面处存在的分子间力引起的。

与空气接触的液体分子之间的力

界面张力在许多界面现象和过程中起着重要作用，例如乳液生产和石油生产。

定义

界面的性质与接触相内部的性质不同，因为表现出不同的分子相互作用，因为在该区域中存在属于一个相和另一个相的分子。

相中的分子与具有相似性质的相邻分子相互作用。因此，净内力为零，因为在所有可能的方向上，吸引力和排斥作用都是相同的。

两相之间的表面上的分子被同相的分子包围，但也被另一相的相邻分子包围。

在这种情况下，净力不为零，而是指向相互作用更大的相内部。结果是表面上分子的能量状态大于相内的能量状态。

沿界面每单位长度向内作用的净力是界面张力。由于该力，分子自发地倾向于使能量最小化，从而使每个单位体积的表面积最小化。

为了将分子从内部吸引到表面，作用在分子上的力必须超过净力。换句话说，需要进行工作以增加界面面积。

增大界面区域所需的力。（https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Surface_growing.png）

分子间净力越大，要做的功越多，能量输入也越大。因此，界面张力也定义为功或能量的函数，如下所述：

界面张力是在界面上创建单位面积所需的工作。同样，界面张力定义为单位面积产生所需的自由能。

界面张力与分子间净力的函数关系式为：

γ= F / 2升

界面张力降低的原因是随着温度的升高，动能由于分子的热运动的增加而增加。

界面张力的实验测量方法有多种，其中可以根据接触相的特征和实验条件选择最合适的方法。

这些方法包括Wilhelmy平板法，Du Nouy环法，悬垂法和旋转滴法。

它包括测量液相在铝或玻璃板上施加的向下力。施加在板上的净力等于重量加上拉力。板的重量是通过装置将扭力敏感的微量天平连接到板上而获得的。

在这种方法中，测量将金属环的表面与液体表面分离的力，以确保在测量之前，金属环完全浸没在液体中。分离力等于界面张力，并使用高精度天平测量。

该方法基于测量悬在毛细管上的液滴的变形。液滴悬垂时保持平衡，因为拉力等于液滴的重量。

液滴的伸长率与液滴的重量成比例。该方法基于确定由于液滴的重量引起的液滴的伸长长度。

吊坠法

旋转滴法对于测量应用于乳液和微乳液生产过程的极低界面张力非常有用。

它包括将一滴不太稠密的液体放入装有另一种液体的毛细管内。液滴由于高速旋转运动而受到离心力，这使液滴在轴上伸长并与拉力相反。

界面张力是从液滴的几何形状，变形和旋转速度的尺寸获得的。