Die Oberflächenspannung hängt hauptsächlich von der Dichte ab. Die Dichte von Wasser ist höher als die von Öl, daher sollte die Oberflächenspannung von Wasser höher sein als die von Öl. Wasser kann auf dem Lotusblatt Tropfen bilden, Öl jedoch nicht. Quecksilber hat eine größere Dichte, daher tropft Quecksilber auf den Boden, um Quecksilberperlen zu bilden, Wasser jedoch nicht.
An der Grenze zwischen Flüssigkeit und Gas, also der Flüssigkeitsoberfläche und der Grenzfläche zwischen zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten, entsteht aufgrund der Anziehung zwischen den Molekülen eine sehr geringe Zugkraft. Stellen Sie sich vor, auf der Oberfläche befindet sich eine Filmschicht, die die Zugkraft der Oberfläche trägt. Diese Zugkraft der Flüssigkeit wird Oberflächenspannung genannt.
Da die Oberflächenspannung nur an der freien Oberfläche der Flüssigkeit bzw. der Grenzfläche zwischen zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten existiert, wird im Allgemeinen der Oberflächenspannungskoeffizient σ verwendet, um ihre Größe zu messen. σ ist der Wert der Zugkraft pro Längeneinheit auf der Oberfläche in N/m. Die Oberflächenspannung verschiedener Flüssigkeiten umfasst einen weiten Bereich, und ihr Wert nimmt mit steigender Temperatur leicht ab.
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Im Allgemeinen gilt: Je höher die Temperatur, desto niedriger die Oberflächenspannung. Darüber hinaus verändern Verunreinigungen auch die Oberflächenspannung der Flüssigkeit erheblich. Sauberes Wasser hat beispielsweise eine große Oberflächenspannung, während die Oberflächenspannung von Seifenwasser relativ klein ist. Das heißt, die Oberfläche von sauberem Wasser neigt stärker zum Schrumpfen. .
Der Quecksilbertropfen auf der Glasplatte ist grundsätzlich kugelförmig, da sich alle Moleküle in der dünnen Schicht auf der äußeren Oberfläche des Quecksilbertropfens in einem Zustand hoher potentieller Energie befinden. Berechnungen zeigen, dass die Oberfläche kugelförmig sein muss, wenn die gesamte potentielle Energie des Moleküls minimiert wird.
Versuchen Sie, den Einfluss der Schwerkraft zu eliminieren, z. B. indem Sie das Tröpfchen in eine andere Flüssigkeit mit dem gleichen spezifischen Gewicht, aber ohne chemische Reaktion mit dem Tröpfchen legen oder frei in einem Vakuum oder in der Umgebung von schwerelosen künstlichen Satelliten und Raketen fallen. Der Tropfen nimmt eine ideale Kugelform an. Auf die gleiche Weise lassen sich auch die kugelförmige Seifenblase und der kugelförmige Tau auf dem Lotusblatt erklären.