表面張力係數σ是在溫度T和壓力p不變的情況下吉布斯自由能G對面積S的偏導數：其中，吉布斯自由能的單位是能量單位，因此表面張力係數的單位是能量/面積。促使液體表面收縮的力叫做表面張力。即液體表面相鄰兩部分之間，單位長度內互相牽引的力。如液面被長度為L的直線分成兩部分，這兩部分之間的相互拉力F是垂直於直線L，並與表面相切。
基本介紹
- 中文名：表面張力係數
- 外文名：Surface tension coefficient
- 適用範圍：日常生活
- 類型：物理
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表面張力係數
單位是N/m。
影響因素
如果液體表面積增大ΔS，液體表面自由能增加ΔE，則表面張力係數σ等於增加單位表面積時，外力所需作的功，也可用下式表示σ=ΔE/ΔS。這說明，表面張力係數σ在數值上等於增加單位表面積時所增加的表面能，在等溫條件下能轉變為機械能的表面內能部分，在熱力學中稱為表面自由能。從能的角度看，表面張力係數σ就是增加單位表面時所增加的表面自由能。液體表面張力係數的性質表現為：1.液體不同表面張力係數不同。例如，密度小的，容易蒸發的液體表面張力係數小，如液氫和液氦；已熔化的金屬表面張力係數則很大；2.表面張力係數隨溫度的升高而減小，近似地為一線性關係；3.表面張力係數的大小還與相鄰物質的化學性質有關；4.表面張力係數還與雜質有關，加入雜質可促使液體表面張力係數增大或減小。一般說來醇、酸、醛、酮等有機物質大都是表面活性物質，比水的表面張力係數小得多。例如，在鋼液結晶時，加入少量的硼，就是為了促使液態金屬加快結晶的速度。
毛細現象與表面張力係數
毛細現象中液體上升、下降高度。h的正負表示上升或下降。
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表面張力係數的測量
下面列舉了一些測量方法：
1.毛細管上升法：簡單，將毛細管插入液體中即可測量，雖然精確度可能不高。
2.掛環法：這是測量表面張力的經典方法，它甚至可以在很難浸濕的情況下被使用。用一個初始浸在液體的環從液體中拉出一個液體膜（類似肥皂泡），同時測量提高環的高度時所需要施加的力。
3.威廉米平板法：這是一種萬能的測量方法，尤其適用於長時間測量表面張力。測量的量是一塊垂直於液面的平板在浸濕過程中所受的力。
5.懸滴法：適用於界面張力和表面張力的測量。也可以在非常高的壓力和溫度下進行測量。測量液滴的幾何形狀。
6.最大氣泡法：非常適用於測量表面張力隨時間的變化。測量氣泡最高的壓力。
7.滴體積法：非常適用於動態地測量界面張力。測量的值是一定體積的液體分成的液滴數量。
