يرتبط التوتر السطحي بشكل أساسي بالكثافة. كثافة الماء أعلى من كثافة الزيت ، لذلك يجب أن يكون التوتر السطحي للماء أعلى من التوتر السطحي للنفط. يمكن أن يشكل الماء قطرات على أوراق اللوتس ، لكن الزيت لا يمكنه ذلك. الزئبق له كثافة أكبر ، لذلك يسقط الزئبق على الأرض ليشكل حبيبات من الزئبق ، لكن الماء لا يستطيع ذلك.
عند الحد الفاصل بين السائل والغاز ، أي سطح السائل والواجهة بين سائلين غير قابلين للامتزاج ، بسبب التجاذب بين الجزيئات ، يتم إنشاء قوة سحب صغيرة جدًا. تخيل أن هناك طبقة غشاء على السطح تتحمل قوة شد السطح. تسمى قوة الشد للسائل بالتوتر السطحي.
نظرًا لأن التوتر السطحي موجود فقط على السطح الحر للسائل أو السطح البيني بين سائلين لا يمكن خلطهما ، فإن معامل التوتر السطحي σ يستخدم عمومًا لقياس حجمه. تمثل σ قيمة قوة الشد لكل وحدة طول على السطح بوحدة N / m. يغطي التوتر السطحي للسوائل المختلفة نطاقًا واسعًا ، وتنخفض قيمته قليلاً مع زيادة درجة الحرارة.
معلومات موسعة:
بشكل عام ، كلما ارتفعت درجة الحرارة ، انخفض التوتر السطحي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الشوائب ستغير التوتر السطحي للسائل بشكل كبير. على سبيل المثال ، الماء النظيف له توتر سطحي كبير ، في حين أن التوتر السطحي للماء والصابون صغير نسبيًا. وهذا يعني أن سطح الماء النظيف لديه ميل أكبر للتقلص. .
قطرة الزئبق على اللوح الزجاجي هي في الأساس كروية ، لأن جميع الجزيئات في الطبقة الرقيقة على السطح الخارجي لانخفاض الزئبق في حالة طاقة محتملة عالية. تظهر الحسابات أنه إذا تم تقليل الطاقة الكامنة الإجمالية للجزيء ، يجب أن يكون السطح كرويًا.
حاول التخلص من تأثير الجاذبية ، مثل وضع القطرة في سائل آخر بنفس الجاذبية النوعية ولكن بدون تفاعل كيميائي مع القطرة ، أو السقوط بحرية في الفراغ ، أو في بيئة الأقمار الصناعية والصواريخ عديمة الوزن. سيأخذ القطرة شكلاً كرويًا مثاليًا. يمكن أيضًا تفسير فقاعة الصابون الكروية والندى الكروي على ورقة اللوتس بنفس الطريقة.