趣味科學實驗：N068.液體表面張力系列實驗（一）

一【水面硬幣】

1 實驗材料

一角硬幣（鋁製的密度小）、鑷子（筷子也可以）、杯子

2 實驗現象

二【水面鋼針】

1 實驗材料

鋼針一枚、杯子

2實驗現象

三【硬幣容水】

1 實驗材料

一元硬幣、滴管（可以用吸管代替或者是眼藥水瓶子）

2實驗現象

四 實驗原理

處於表面的液體分子（球狀模型，液體分子排列緊密），以分子B為中心的球面中的一部分在液體當中，另一部分在液面之外，由於對稱性可知，CC 和DD 之間部分的受到的合力等於零；對B有效的作用力是由球面內DD 以下的部分受到的向下合力。由於處在邊界內的每—個分子都受到指向液體內部的合力，所以這些分子都有向液體內部下降的趨勢，同時分子與分子之間還有側面的吸引力，即有盡量收縮表面的趨勢。

以最簡單的氣液相界面為例，液相內分子周圍所受的力是對稱的，彼此相互抵消，但表面層分子由於受力不均衡，其結果受到垂直指向液體內部的拉力，所以液體表面都有自動縮小的趨勢。如果要擴大表面就要把內層分子移到表面上來，這至少需要克服表面分子的拉力而做功。實際上液體分子內部所受的力是分子間作用力當然也包括氫鍵。因此，簡單地說表面張力是范德華力和氫鍵微觀作用在宏觀上的表現。

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