图9 表面张力的方向示意
· Part 3:追求球形,张力与重力之争 ·
在这一部分开始前,首先提出一个问题:在失重条件下,液滴会呈现什么形状?
稍加回忆,看过太空授课的读者应该都想起了那颗悬浮在太空中的球形水滴。
图10 太空授课画面截屏
没错,失重环境下的液滴正是呈现球形,因为在一定的体积下,球体的表面积最小,因此球形液滴的总表面能最低。那么,在有重力的情况下呢?
图11 表面分子有进入内部的趋势
在液滴的表面,每个分子都会受到沿切线的表面张力,效果上相当于每个分子(如A和C)都在拉周围的分子(如B)。B受到的周围表面分子的力的合力指向内部,有进入内部的趋势。这种张力的作用使得液滴尽可能维持着接近球形的状态,即拥有尽可能小的表面积。然而,重力起到另一种作用。