Почему капля жидкости имеет форму шара???

Между молекулами жидкости существуют как силы притяжения, так и силы отталкивания. Для расстояний между молекулами, превышающих их диаметр, силами взаимодействия являются силы притяжения, которые очень быстро убывают с увеличением расстояния. Таким образом, молеку-лу можно окружить сферой молекулярного действия, только внутри кото-рой проявляются силы притяжения молекулы. Вне этой сферы силы при-тяжения считаются равными нулю.
Если молекула находится внутри жидкости и удалена от ее поверхно-сти на расстояние, превышающее радиус сферы молекулярного действия, то силы взаимодействия ее с окружающими молекулами в среднем урав-новешиваются и молекула не испытывает действия других молекул (рис. 1, молекула А) . Если же она находится в поверхностном слое, то испытывает большее воздействие со стороны молекул жидкости, чем со стороны молекул пара и газа, находящихся над поверхностью жидкости. Таким образом, на нее действует результирующая сила, направленная внутрь жидкости (рис. 1, молекула В) . Поэтому для перемещения молекул из внутренних областей жидкости на поверхность и увеличения тем самым площади ее поверхности необходимо совершить некоторую работу. Эта работа идет на увеличение потенциальной энергии молекул, переходящих в поверхностный слой. В результате молекулы в нем имеют большую потенциальную энергию, чем молекулы внутри жидкости.
Хорошо известно, что любая система, предоставленная самой себе, стремится к минимуму потенциальной энергии. Для жидкости, строго го-воря, при постоянстве ее объема и температуры надо говорить не о потен-циальной, а так называемой свободной энергии, которая тем меньше, чем меньше поверхность жидкости. Следовательно, всякое жидкое тело в со-стоянии устойчивого равновесия (отсутствие внешних сил) имеет мини-мальную площадь поверхности, то есть становится шаром. Таким образом, любая жидкость стремится сократить размеры своей поверхности вследст-вие того, что в поверхностном слое действуют силы, которые вызваны вза-имным притяжением между молекулами слоя и которые направлены по касательной к слою. Это и есть силы поверхностного натяжения. Работа, затраченная на то, чтобы изотермически и бесконечно медленно увеличить площадь поверхности жидкости на единицу при сохранении ее объема, на-зывается коэффициентом поверхностного натяжения.
Свободная энергия есть функция состояния системы, убыль которой в изотермическом бесконечно медленном процессе равна работе, совершен-ной системой. При изменении свободной энергии здесь надо говорить об изменении ее поверхностной части Ψпов. Можно написать

Ψпов = ,
где α – коэффициент поверхностного натяжения; S – площадь поверхности жидкости. Таким образом, коэффициент поверхностного натяжения можно определить и как свободную поверхностную энергию жидкости, приходя-щуюся на единицу ее поверхности.
На молекулы в поверхностном слое действуют не только молекулы самой жидкости, а и молекулы окружающей среды. Работа, необходимая для подъема молекул из глубинных слоев жидкости на поверхность, а зна-чит, и коэффициент поверхностного натяжения, зависит от среды, с кото-рой граничит жидкость. Можно также говорить о поверхностном натяже-нии на границе несмешивающихся жидкостей или на границе раздела жидкости и твердого тела.
Коэффициент поверхностного натяжения жидкости зависит также от ее химического состава и температуры. Существуют поверхностно-активные вещества (например мыло) , добавление которых уменьшает ко-эффициент поверхностного натяжения жидкости. Другие же вещества (соль, сахар) увеличивают ее поверхностное натяжение. С возрастанием температуры коэффициент поверхностного натяжения уменьшается, об-ращаясь в нуль при критической температуре. В данной лабораторной ра-боте как раз и изучается температурная зависимость коэффициента по-верхностного натяжения воды, в которую добавлена щепотка поваренной соли.