Why Liquids Form Drops and Float

Surface tension and surface energy explain why liquids behave the way they do at their surface. A paint brush moves freely in water, but its bristles stick together after it is taken out. That change is caused by surface tension.

Inside a liquid, bulk molecules feel attractive forces from nearby ...

液体表面表现得像一张被拉伸的膜，意味着它们倾向于使表面积最小化。这一性质称为表面张力。

液体内部的分子受到周围分子来自各个方向的相等吸引力。但表面分子则受到不对称的力。

表面分子所受的净向内力将其向下拉，从而产生表面张力。

为了将大分子物质移向表面，需要做功，从而增加表面分子的势能。这部分额外的能量即为表面能。

考虑一个带有可滑动金属丝的框架，将其浸入肥皂液中以形成具有上下两个表面的肥皂泡。表面张力垂直于可滑动金属丝并指向内部，因此需要施加外力以将金属丝向外拉动。单位长度上的这一作用力即为表面张力。

如果力拉动导线移动一段距离，从而增加表面积，则表面能等于所做的功。这表明表面张力也可定义为单位表面积的表面能。