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在日常生活中，我們對(duì)見(jiàn)到的一些現(xiàn)象可能已經(jīng)習(xí)以為常，認(rèn)為它們理
應(yīng)如此，但是為什么會(huì)這樣，就沒(méi)有過(guò)多地去想了。比如，下過(guò)雨后，我們
可以見(jiàn)到樹(shù)葉、草上的小水珠都接近于球形；不小心打碎了體溫計(jì)后，里面
的水銀掉到地上，小水銀滴也呈球形。另外我們也可以表演一個(gè)小魔術(shù)，在
一杯水里，小心地把一枚針?biāo)椒胖迷谒嫔希樃≡谒嫔隙怀劣诒?br />并且在針下面的水面上形成一個(gè)凹面。如果做得相當(dāng)熟練，你甚至可以用鈕
扣、小巧的平面形金屬或硬幣來(lái)代替針。所有這些現(xiàn)象都與表面張力有關(guān)。
那么，什么是表面張力呢？原來(lái)液體與氣體相接觸時(shí)，會(huì)形成一個(gè)表面
層，在這個(gè)表面層內(nèi)存在著的相互吸引力就是表面張力，它能使液面自動(dòng)收
縮。表面張力是由液體分子間很大的內(nèi)聚力引起的。處于液體表面層中的分
子比液體內(nèi)部稀疏，所以它們受到指向液體內(nèi)部的力的作用，使得液體表面
層猶如張緊的橡皮膜，有收縮趨勢(shì)，從而使液體盡可能地縮小它的表面面積。
我們知道，球形是一定體積下具有小的表面積的幾何形體。因此，在表面
張力的作用下，液滴總是力圖保持球形，這就是我們常見(jiàn)的樹(shù)葉上的水滴按
近球形的原因。
表面張力的方向與液面相切，并與液面的任何兩部分分界線垂直。表面
張力僅僅與液體的性質(zhì)和溫度有關(guān)。一般情況下，溫度越高，表面張力就越
小。另外雜質(zhì)也會(huì)明顯地改變液體的表面張力，比如潔凈的水有很大的表面
張力，而沾有肥皂液的水的表面張力就比較小，也就是說(shuō)，潔凈水表面具有
更大的收縮趨勢(shì)。
不光液體與氣體之間的表面層，液體與固體器壁之間也存在著“表面
層”，這一液體薄層通常叫做附著層，它也一樣存在著表面張力。這一表面
張力決定了液體和固體接觸時(shí)，會(huì)出現(xiàn)兩種現(xiàn)象：不浸潤(rùn)和浸潤(rùn)現(xiàn)象。水銀
掉到玻璃上，是呈現(xiàn)出球形，也就是說(shuō)，水銀與玻璃的接觸面具有收縮趨勢(shì)，
這種現(xiàn)象為不浸潤(rùn)。而水滴掉到玻璃上，是慢慢地沿玻璃散開(kāi)，接觸面有擴(kuò)
大趨勢(shì)，這種現(xiàn)象為浸潤(rùn)。水銀雖然不能浸潤(rùn)玻璃，但是用稀硫酸把鋅板擦
干凈后，再在板上滴上水銀，我們將會(huì)看到，水銀慢慢地沿鋅板散開(kāi)，而不
再呈球形。所以說(shuō)，同一種液體能夠浸潤(rùn)某些固體，而不能浸潤(rùn)另一些固體。
水銀能浸潤(rùn)鋅，而不能浸潤(rùn)玻璃；水能浸潤(rùn)玻璃，而不能浸潤(rùn)石蠟。
浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)兩種現(xiàn)象，決定了液體與固體器壁接觸處形成兩種不同形
狀：凹形和凸形。
現(xiàn)在我們就明白了前面介紹的小魔術(shù)中，硬幣不沉沒(méi)的原因了，它實(shí)際
上利用了水具有很大的表面張力的性質(zhì)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象。如果我們事先把硬幣
表面涂上一層油，硬幣就可以輕易放在水面上而不會(huì)沉沒(méi)。在工程技術(shù)和日
常生活中，人們經(jīng)常利用水不溶解油這一特性。像在紙傘上涂油漆做成雨傘；
給金屬器材涂機(jī)油，防止因水引起生銹；甚至在選礦方法中，也用到水不浸
潤(rùn)涂了油的物體的性質(zhì)。浮選礦法就是把砸碎的礦石放到池中，池里放上水
和只浸潤(rùn)有用礦物的油，使它們涂上薄薄一層油，再向池中輸送空氣，這樣
氣泡就附在有用礦物粒上，把它們帶到水面，而與巖石等雜質(zhì)分離開(kāi)。
表面張力產(chǎn)生的一個(gè)重要現(xiàn)象是毛細(xì)現(xiàn)象。也就是說(shuō)浸潤(rùn)液體在細(xì)管里
上升，不浸潤(rùn)液體在管里下降。我們可以很容易做一個(gè)小試驗(yàn)來(lái)觀察這種現(xiàn)
象。把細(xì)玻璃管放入盛水的槽中，這時(shí)水很快從細(xì)玻璃管中上升，管中的水
平面比水槽中水平面還要高，管子越細(xì)，上升越高，并且管中水面是凹形的。
若水槽中放的是水銀，情況則恰恰相反，管中液面低于水槽中水銀的平面。
浸潤(rùn)液體為什么能在毛細(xì)管中上升呢？原來(lái)，浸潤(rùn)液體與毛細(xì)管內(nèi)壁接
觸時(shí)，引起液面凹形，而表面張力是沿著液面切向作用的，所以沿著管壁作
用的表面張力形成一個(gè)向上的合力，使得管內(nèi)液體上升，直到表面張力的向
上拉引作用和管內(nèi)升高的液柱重量相等為止。同樣的道理，對(duì)不浸潤(rùn)液體，
毛細(xì)管壁的表面張力的合力方向向下，使管內(nèi)液體下降。
我們平常所見(jiàn)到的用毛巾擦汗、粉筆吸干紙上墨水等現(xiàn)象都可用毛細(xì)現(xiàn)
象來(lái)說(shuō)明，毛巾、棉花、粉筆、土壤等物體，內(nèi)部有許多小細(xì)孔，起著毛細(xì)
管作用。在酒精中，用棉線作燈芯，可以使酒精沿?zé)粜旧仙?；而若用絲線來(lái)
作燈芯，可能點(diǎn)不著酒精燈。這是因?yàn)榫凭荒芙?rùn)絲線，在絲線燈芯中酒
精是下降的。
毛細(xì)現(xiàn)象對(duì)植物生長(zhǎng)也具有很重要的意義，它們所需要的養(yǎng)分和水分就
是由根、葉子和莖中的小管從土壤中吸上來(lái)，輸送到綠葉里的。這就象不停
止的抽水機(jī)，不知疲倦地把水分、養(yǎng)分送到植物的每一個(gè)細(xì)胞。另外，土壤
中有很多毛細(xì)管，地下的水分沿著這些毛細(xì)管上升到地面蒸發(fā)掉。如果要保
存地下的水分來(lái)供植物吸收，就應(yīng)當(dāng)鋤松表面的土壤，切斷這些毛細(xì)管，減
少水分的蒸發(fā)。所以農(nóng)民常在雨后給莊稼松土，來(lái)保持水分。
利用毛細(xì)現(xiàn)象，人們還生產(chǎn)出各種鋼筆、簽字筆和彩色水筆。當(dāng)用它們
在紙上書寫時(shí)，紙馬上顯現(xiàn)出字跡來(lái)，這是我們平日所見(jiàn)慣了的，但卻很少
有人想到，為什么寫字的時(shí)候，墨水會(huì)*地出來(lái)，而不寫字的時(shí)候，
它就不跑出來(lái)？現(xiàn)在我們已經(jīng)知道，這是依靠鋼筆身上一系列毛細(xì)槽和筆尖
上的細(xì)縫，把筆膽內(nèi)的墨水輸送到筆尖；而簽字筆和彩色水筆的筆尖是與一
根細(xì)長(zhǎng)的管子相連，管內(nèi)壁有吸滿了墨水的棉卷，有的彩色水筆筆尖也是用
含多個(gè)毛細(xì)孔的材料做的。寫字時(shí)，筆尖一碰到紙，墨水就附著在紙上，并
在紙上面留下字跡。
當(dāng)不寫字的時(shí)候，墨水為什么不流出呢？我們?nèi)钥勺隽硪粚?shí)驗(yàn)來(lái)解釋。
把一塊硬紙板蓋在盛上水的玻璃杯上（杯內(nèi)不必裝滿水），按住紙板，迅速
將杯子倒過(guò)來(lái)，并把手從硬紙板上移開(kāi)。此時(shí)，發(fā)生一奇怪現(xiàn)象：硬紙板停
在原處，水仍留在杯內(nèi)不流出來(lái)。難道一杯水的重量推不動(dòng)一張紙嗎？不是
的。這是由于大氣壓強(qiáng)與水的表面張力共同作用的結(jié)果。當(dāng)把玻璃杯倒置后，
水柱有些下降，這就減小了杯內(nèi)的氣壓，水柱頂部與底部之間的壓力差克服
了水柱本身的重量而使杯內(nèi)的水流不出來(lái)；水與紙片和水與玻璃之間的表面
張力也使紙板保持在原來(lái)的位置上。不寫字的時(shí)候，筆內(nèi)的墨水不流出來(lái)的
道理也是一樣的。
表面張力的用途遠(yuǎn)不止以上所談到的這些，在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)及微循環(huán)系
統(tǒng)中，它也有著廣泛的應(yīng)用；玩具制造廠也常利用它生產(chǎn)出各種有趣的玩具。