表面張力〈Surface tension〉的現象與成因 - 科學Online

表面張力是使液體表面像一張薄板的特性，因此昆蟲可以在水面上行走，也使得小物體，甚至金屬如針頭，刀片，或錫箔碎片，可以漂浮於水面上，另外，它也是 ... Tuesday5thApril2022 5-Apr-2022 人工智慧 化學 物理 數學 生命科學 生命科學文章 植物圖鑑 地球科學 環境能源 科學繪圖 高瞻專區 第一期高瞻計畫 第二期高瞻計畫 第三期高瞻計畫 綠色奇蹟－中等學校探究課程發展計畫 關於我們 網站主選單 表面張力（Surfacetension）的現象與成因 台中縣常春藤高級中學李品慧教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯 表面張力是使液體表面像一張薄板的特性，因此昆蟲可以在水面上行走，也使得小物體，甚至金屬如針頭，刀片，或錫箔碎片，可以漂浮於水面上，另外，它也是毛細現象的成因。

如果不考慮表面張力，將無法解釋許多物理和化學液體的特性，它控制小質量液體可以產生的形狀，以及液體與另一物質之間的接觸角。

應用牛頓物理學來分析表面張力所造成的力，可精確地預測許多人們司空見慣的液體特性，此外，也可應用熱力學分析相同的力，更進一步地預測液體其他更細微的特性。

表面張力的成因為液體分子與其他不同分子間的吸引力。

液體內部，每個分子被各方向的鄰近分子以同樣大小的力吸引著，因此淨力為零；然而在液體表面，液體分子被下方的液體分子拉向內，但沒有被其他鄰近介質(可能為真空、空氣或其他液體)拉緊，因此所有表面的分子主要皆受到向內的吸引力，唯一能抗衡的只有壓縮液體時產生的阻力，此向內的拉力削減表面積，使液體的表面就像拉長的彈性膜，而液體盡可能地拉緊自身直到擁有最小表面積。

另一種說法為，與鄰近分子接觸的分子能量狀態低於未與鄰近分子接觸的分子，鄰界的分子比起內部分子擁有較少的鄰近分子，因此處於較高的能量狀態，為了降低能量狀態，液體必須減少表面積以減少鄰界分子。

[1][2] 液體的表面會盡量呈現最平滑的形狀以達到表面積最小化(數學上證明，依據歐拉-拉格朗日方程式，平滑曲線可將表面積最小化)，任何彎曲的表面會產生較大的表面積而有更高的能量，因此表面會將其推回以減少彎曲，就像被推上山的球會被推回以減少重力位能。

參考資料： 1.Pierre-GillesdeGennes,FrançoiseBrochard-Wyart,DavidQuéré(2002).CapillaryandWettingPhenomena—Drops,Bubbles,Pearls,Waves.Springer.ISBN0-387-00592-7. 2.White,HarveyE.(1948).ModernCollegePhysics.vanNostrand.ISBN0442294018. 3.Surfacetension.http://en.wikipedia.org/wiki/Surface_tension Tags:液體表面張力與毛細現象 前一篇文章下一篇文章 您或許對這些文章有興趣 [影音]CASE【百秒說科學】《改變時空形狀的重力波》 [講義]科學史沙龍：陳竹亭教授、楊信男教授 過阻尼,欠阻尼,臨界阻尼 2015年觀星大事記 【特別報導】2013年諾貝爾獎預測（二）物理獎 [演講]丁肇中院士獲頒諾貝爾物理學獎40週年 柯爾磁光效應 沉睡的怪獸黑洞：臺灣旅美科學家馬中珮發現超大黑洞 Thereis1commentforthisarticle 好難 發表迴響Cancelcommentreply 你的電子郵件位址並不會被公開。

必要欄位標記為*迴響名稱* 電子郵件* 個人網站 驗證問題* +4=9 熱門文章 立方晶體 點到直線的距離公式 細胞膜運輸物質的方式 單醣的結構 碘 戰後嬰兒潮﹙BabyBoomer﹚ 準確度和精確度 形式電荷 分子間作用力 穿透式電子顯微鏡 總點閱排行 點到直線的距離公式 細胞膜運輸物質的方式 比爾定律與吸收度 混成軌域 準確度和精確度 腎素-血管收縮素-醛固酮系統 穿透式電子顯微鏡 好站鏈接 科學online粉絲專頁 Insertmathas Block Inline Additionalsettings Formulacolor Textcolor #333333 FormulaID Formulaclasses TypemathusingLaTeX Preview \({}\) Nothingtopreview Insert