La unidad del coeficiente de tensión superficial es mN/m.
El coeficiente de tensión superficial σ es la derivada parcial de la energía libre de Gibbs G con respecto al área S cuando la temperatura T y la presión p permanecen sin cambios: entre ellas, la unidad de energía libre de Gibbs es la energía unidad, por lo que la unidad del coeficiente de tensión superficial es energía/área. La fuerza que hace que la superficie de un líquido se contraiga se llama tensión superficial. Es decir, la fuerza que atrae entre sí entre dos partes adyacentes de la superficie del líquido dentro de una unidad de longitud. Si la superficie del líquido se divide en dos partes por una línea recta de longitud L, la fuerza de tracción mutua F entre las dos partes es perpendicular a la línea recta L y tangente a la superficie.
El coeficiente proporcional σ es el coeficiente de tensión superficial del líquido, que representa la fuerza de tracción mutua por unidad de longitud entre dos partes adyacentes de la superficie del líquido.
Si el área de superficie del líquido aumenta en ΔS y la energía libre de la superficie del líquido aumenta en ΔE, entonces el coeficiente de tensión superficial σ es igual al trabajo requerido por la fuerza externa para aumentar el área de superficie unitaria. también expresarse mediante la siguiente fórmula σ=ΔE/ΔS. Esto muestra que el coeficiente de tensión superficial σ es numéricamente igual a la energía superficial aumentada cuando se aumenta la unidad de superficie. La parte de la energía interna superficial que se puede convertir en energía mecánica en condiciones isotérmicas se llama energía libre superficial en termodinámica.
Desde una perspectiva energética, el coeficiente de tensión superficial σ es la energía libre superficial que aumenta cuando se aumenta la superficie unitaria. Las propiedades del coeficiente de tensión superficial del líquido son las siguientes:
1. Diferentes líquidos tienen diferentes coeficientes de tensión superficial. Por ejemplo, los líquidos con baja densidad y fácil evaporación tienen un coeficiente de tensión superficial pequeño, como el hidrógeno líquido y el helio líquido; el coeficiente de tensión superficial aumenta con la temperatura. la disminución es aproximadamente una relación lineal;
3. El coeficiente de tensión superficial también está relacionado con las propiedades químicas de las sustancias adyacentes;
4. El coeficiente de tensión superficial también está relacionado con las impurezas. , agregar impurezas puede aumentar o disminuir el coeficiente de tensión superficial del líquido. En general, las sustancias orgánicas como alcoholes, ácidos, aldehídos y cetonas son en su mayoría sustancias tensioactivas, que tienen un coeficiente de tensión superficial mucho menor que el agua. Por ejemplo, cuando cristaliza acero líquido, se añade una pequeña cantidad de boro para acelerar la cristalización del metal líquido.