很多現(xiàn)象表明,液體表面具有收縮到盡可能小的趨勢(shì)。從微觀角度看,液體表面是具有厚度為分子吸引力有效半徑(約)的薄層,稱(chēng)之為表面層。處于表面層內(nèi)的分子較之液體內(nèi)部的分子缺少了一部分能和它起吸引作用的分子,因而出現(xiàn)了一個(gè)指向液體內(nèi)部的吸引力。使得這類(lèi)分子有向液體內(nèi)部收縮的趨勢(shì)。從能量觀點(diǎn)看,任何內(nèi)部分子欲進(jìn)入表面層都要克服這個(gè)吸引力而作功。可見(jiàn),表面層有比液體內(nèi)部更大的勢(shì)能,即所謂表面能,表面積越大、表面能也越大。如所周知,任何體系總以勢(shì)能最小的狀態(tài)最為穩(wěn)定。所以,液體要處于穩(wěn)定,液面就必須縮小,以使其表面能盡可能減小,宏觀上就表現(xiàn)為液體表面層的張力,稱(chēng)為表面張力。
液體因表面張力而收縮的事實(shí),說(shuō)明表面張力是與液體表面相切的,也就是沿液體表面而作用的,其方向不論在平面或曲面里,都與液面的邊界垂直。如果在液體表面想像地畫(huà)一根直線(xiàn),則表面張力的作用就表現(xiàn)為線(xiàn)段兩邊的液面以一定的拉力相互作用,而且力的方向與線(xiàn)段相垂直,其大小與該線(xiàn)段之長(zhǎng)度成正比