水的张力的微观解释是什么？ 第1页

我就不信把表面张力说不透了，表面张力那么“神秘”在场的各位都脱不了干系(￣y▽,￣)╭

下面开始作妖：

我们把水分子“简化”成有四只手的小精灵：

这四只手A、B、C、D都能和其他的水分子小精灵手牵手一个挨着一个：

但是要注意的是，用水分子小精灵只是为了方便从微观角度看问题，实际上相近的水分子之间表现为排斥力，较远的水分子之间表现为吸引力，最后达到平衡的结果是对于内部的某个水分子来说引力和斥力是相等，在上图的表现就是，大家手拉着手但都不使劲。

但水分子小精灵就能这样幸福地生活在一起了吗？

当然不，那些生活在水面上的小精灵就比较特殊了：

我们再来看看水面上的某个水分子小精灵受到同伴的力有哪些：

可见，这个水面上的水分子和内侧的同伴们仍然手拉着手但没有力。但是由于水面上的水分子之间距离较大，导致水面上的同伴对自己综合表现为拉力（好像弹簧被拉紧后一样），这便是所谓的表面张力，也就是表面的力。

了解了表面张力的来源之后，我们又发现一个问题，你这个图里的表面张力合力很明显就不是0嘛，水面的水分子怎么平衡？

没办法，只能靠压力差了。

在表面张力的作用下，水面内侧的压力要大于外侧压力（也就是诱导内部产生了多余的斥力来平衡表面张力），从而产生了一个这样的压力差 ：

这个压力差 有多大呢？我们考虑一小方块水面的受力图：

在水面小方块的长度 方向，水面两侧受到的表面张力是 。这个方向的曲率半径是 。

那么方向上的表面张力在水面垂直方向的合力是：

同理，方向上的表面张力在水面垂直方向的合力是：

表面张力在水面垂直方向的总合力是：

那么根据这一小块水面的受力平衡：

化简后：

这便是拉普拉斯公式。可见如果水面是非常完美的平面，没有弯曲 ，那么表面张力没有垂直水面的分力，也就就无法诱导压力差啦。

现在关于表面张力的微观原理、力学特征是不是就清楚啦(～￣▽￣)～

（那么，点个左下角好不好嘤嘤嘤）