表面張力是液體物質(zhì)的一種物理現(xiàn)象,它是分子引力作用產(chǎn)生的結(jié)果。液體表面分子(又叫界面分子),既受液體外部化學(xué)性質(zhì)相同物質(zhì)吸引,又受液體內(nèi)部分子吸引,這樣,液體表面分子向內(nèi)收縮,這種向內(nèi)收縮的力叫做“表面張力”,又叫內(nèi)聚力。以水為例,水的表面張力就是水的表面分子向內(nèi)的力,就是水的內(nèi)聚力。我們用一滴水珠的發(fā)生現(xiàn)象加以說明。在一滴水的樹葉上,一部分水分子接觸空氣,叫做水的表面分子;一部分水分子不接觸空氣,叫做水的內(nèi)部分子。處在水的內(nèi)部分子,對稱均勻地受著周圍水分子的引力;而水的表面分子,情況就不同了,它一方面要受到水的內(nèi)部分子吸引,另一方面又受到空氣中水分子的吸引。它所受到的引力,有內(nèi)有外,是不均衡的,由于空氣是氣體為主的混合物,它所含的水分子比水內(nèi)部分子數(shù)量少、引力小。這樣水的表面分子向內(nèi)收縮,產(chǎn)生了水的表面張力。這就是上滴水落在樹葉上形成小圓珠的道理。
從上面分析可以看出,表面張力就是液體表面向內(nèi)收縮的力,向內(nèi)收縮的力越大,表面張力就越大,即內(nèi)聚力越大,表面張力越大,所消耗的“功”(以爾格為計算單位:1erg=10-7J)也越大。根據(jù)測定,水的表面張力為73erg/cm2(1erg/cm2=10-3N/m),煤油為24erg/cm2、酒精為22erg/cm2、汞水為472erg/cm2。汞的表面張力大,潤濕性能很差,不管放什么物質(zhì)在汞液中,是不會被潤濕的,或者把汞液放在任何物質(zhì)上,都是出現(xiàn)圓珠形態(tài)。煤油和酒精表面張力小,是優(yōu)良的潤濕劑。水的表面張力比較大,也是優(yōu)良的潤濕劑。但從洗滌的角度來看,這種表面張力是不理想的,設(shè)法降低表面張力對于洗滌來說是非常重要的。表面張力大,為什么潤濕性能差呢?這是由于表面分子和要潤濕物質(zhì)之間親和力(引力),小于內(nèi)部分子的引力,所以表面分子內(nèi)向收縮,不與被潤濕物質(zhì)結(jié)合,如果使表面分子和要被潤濕物質(zhì)親和力增強(qiáng),增強(qiáng)到大于內(nèi)部分子的引力,這樣就更能發(fā)揮潤濕作用了,也就是降低了表面張力,水的表面張力之所以能夠降低,依據(jù)就在于此。