肌肉与脂肪的密度：胖子 表面张力大 瘦子

肌肉与脂肪的密度：胖子 表面张力大 瘦子稍加回忆，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。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？那么表面张力的方向是什么呢？我们同样类比重力、弹力等力。简单回顾不难发现，如果将表面张力理解为单位面积形变引起的能量升高，那么对应的力应该指向使得能量降低的方向。对于表面张力，自然就是沿切线使得表面收缩的方向。图9 表面张力的方向示意· Part 3：追求球形，张力与重力之争 ·

图7 表面的增大伴随肥皂泡变薄

我们曾经提到比表面能的单位是J/m，而将这个物理量从力的角度去理解对于处理一些问题更加直观，我们常常将比表面能称为表面张力。而J/m = N/m，并不是力的单位N，因此表面张力代表的是作用在单位长度的表面上的力。在下图所示的实验中，肥皂水膜在力F的牵拉下长大，表面张力便是

其中，分母上的2来自于正反两侧都有表面的产生。

图8 表面张力实验示意图 | 图片源于【1】

那么表面张力的方向是什么呢？我们同样类比重力、弹力等力。简单回顾不难发现，如果将表面张力理解为单位面积形变引起的能量升高，那么对应的力应该指向使得能量降低的方向。对于表面张力，自然就是沿切线使得表面收缩的方向。

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？