表面功

定義

使液體表面積增大的過程是克服液相分子吸引力, 使體相分子轉移到表面相的過程，需要環境對體系做功。以可逆方式做功最少，稱之為表面功。

增大液膜面積dA_S，需抵抗力F，作非體積功——表面功。可逆條件下，忽略摩擦力，則為可逆表面功。

其中，

。

的意義：使液體增加單位表面積時，環境所需作的可逆功→表面功。單位J·m^-2。

舉例來說，表面功是由凝聚態物體的表面積改變所做的功。

例如水滴長大要對抗其表面張力σ而做功。要使表面積增加dS，則此時的表面功為W表面=σdS或W表面=∫σdS。

在熱力學中常規定體系對外界做功，功取負值，外界對體系做功，功取正值。

恆溫恆壓下：

σ=系統增加單位面積時所增加的G →(比)表面Gibbs函式，J·m^-2。

用肥皂液在一個系有線圈的金屬環上形成一個液膜，由於線圈周圍都是相同的液體，受力均衡，線圈可以在液膜上自由移動位置。

若將線圈內液膜刺破，線圈兩邊受力不再平衡，立即繃緊成圓形。

這些現象表明，在液體表面存在一種使液面收縮的力，稱表面張力（surface tension）或界面張力（interfacial tension）。

表面張力的方向和表面相切，是垂直作用在表面上單位長度線段上的表面收縮力。

表面層分子受力表面層分子與體相內分子所處的力場不同。主要受到指向液體內部的拉力，使表面層液體分子有向液體內遷移、力圖縮小表面積的趨勢。液滴→球形。若擴大表面積，對系統作功。

表面張力，單位面積的表面功，單位面積的表面Gibbs函式，不同物理量有相同的數值和量綱。

因為1 J =1 N·m→1 J·m^-2 =1 N·m^-1 其它界面有界面張力。