?【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會(huì)”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點(diǎn)就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個(gè)世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實(shí)的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的注解。

【山話嵓語(yǔ)】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實(shí)還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因?yàn)?677版保留了很多古早知識(shí)，讓我終于搞明白了和老工程師交流時(shí)遇到的奇特專業(yè)術(shù)語(yǔ)和計(jì)算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極小，即使出版社再版也只會(huì)再版80年代改開版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯(cuò)的自學(xué)教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時(shí)間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。

第五章液體的性質(zhì)

【山話||? 本系列專欄中的力單位達(dá)因等于10??牛頓；功的單位爾格等于10??焦耳；熱量的單位卡路里等于4.186焦耳。另外這套老教材中的力的單位常用公斤，如今是不允許的，力是不能使用公斤為單位的?！?/span>

§5-3表面能

【01】由于表面層里的分子都受有指向液體內(nèi)部的拉力作用，因此，如果要把液體分子從內(nèi)部移到表面層去，就必須克服這個(gè)拉力做功。這個(gè)力從分子通過表面層的下界面（此界面離液面的距離等于分子作用球的半徑）時(shí)開始發(fā)生作用，并隨著分子接近液面而逐漸增大。反抗這個(gè)力所做的功轉(zhuǎn)變成分子的勢(shì)能，正如把石塊從地面上舉起時(shí)，反抗重力所做的功轉(zhuǎn)變成石塊的勢(shì)能一樣。因此，位于液體表面層中的每一個(gè)分子，比起液體內(nèi)部的分子來，也就具有較大的勢(shì)能。這就好象被舉起的石塊要比它在地面時(shí)具有較大的勢(shì)能一樣。表面層中全部分子所具有的額外的勢(shì)能的總和，叫做表面能，它是內(nèi)能的一種形式。液體的表面越大，具有較大勢(shì)能的分子數(shù)也越多，因此，表面能也越大。當(dāng)一定質(zhì)量的液體的表面增加時(shí)（例如把水分散成許多小水滴），液體的內(nèi)能也增加。這就是我們?cè)?jīng)在§2·3中講過的物體內(nèi)能改變的一種情況。

【02】在力學(xué)中我們已經(jīng)學(xué)過，一個(gè)物體在穩(wěn)定平衡時(shí)，勢(shì)能最小。例如，被舉高的物體，如果沒有力支持它，便會(huì)向低處下落，也就是向勢(shì)能較小的位置移動(dòng)。這個(gè)原理不僅適用于力學(xué)，而且具有普遍的意義。根據(jù)這個(gè)原理，表面層中的分子，同樣也有向勢(shì)能較小位置移動(dòng)的傾向。因此，一定質(zhì)量的液體處于穩(wěn)定平衡時(shí)，它的表面能總是處于一切可能值中的最小值。但是，只有在液體的表面積減小時(shí)，它的表面能才可能減少。因此，液體的表面要盡可能地收縮，直到表面積最小時(shí)為止。而且?guī)缀螌W(xué)告訴我們，包圍一定體積的各種表面，以球面的面積為最小。所以，除了液體內(nèi)部的分子相互作用力以外，如果沒有外力作用，液體都將形成球狀。大量液體總是依照盛著它的容器的形狀分布，這是因?yàn)橹亓腿萜鞅谄鹬饕饔玫木壒省Ｉ倭恳后w如露珠和小水銀滴則呈現(xiàn)球狀，這是因?yàn)榉肿恿Φ淖饔靡烟幱谥饕匚弧?/p>

習(xí)題5-3

1、為什么說，處于液體表面層中的分子，比起液體內(nèi)部的分子來具有較多的勢(shì)能？

2、把大塊液體分散為許多小液滴時(shí)，液體的內(nèi)能發(fā)生了什么變化？為什么？

3、為什么液體表面有自發(fā)收縮的趨勢(shì)？為什么小液滴總呈現(xiàn)球狀？

4、棉花沾水后體積會(huì)發(fā)生怎樣的改變？說明這一現(xiàn)象。

5、為什么頭發(fā)浸在水中時(shí)向四面分開，而離開水面后會(huì)立即粘在一起，并緊貼在頭上？

6、將細(xì)金屬絲放在火焰上鍛燒后，它的熔化端會(huì)成球形。這是什么原因？

7、制造鉛丸時(shí)，我們把熔化的鉛在高處由細(xì)孔中滴入水中。當(dāng)鉛在水中下沉?xí)r，逐漸冷卻，同時(shí)凝成球形。解釋這種現(xiàn)象。