Согласен насчет замечаний по поводу кирпича. Получился не совсем бред. Если добавить принцип локального минимума потенциальной энергии будет вполне неплохо. Хороший вопрос, почему для кирпича принцип минимума потенциальной энергии звучит гораздо лучше, чем для атмосферы. Каплю воды, которая должна замерзнуть отметаем временно, так как там кинетическая энергия. Если смотреть чуть строже, то не только. Вода - это не газ, какая-то потенциальная энергия присутствует. Но проблему это не меняет. Возможно все дело в том, что кирпич знаком с диссипативными силами. Если на время убрать земную поверхность. Т.е. сделать из кирпича спутник земли, то минимум потенциальной энергии звучит неуместно. Если уж рассуждать про минимумы, то скорее нужно обращаться к действиям. А если поставить вопрос так, для каких систем минимум потенциальной энергии справедлив, то моего понимания физики не хватает, чтобы сходу на него ответить.
Что же касается замерзающей капельки, то замерзнуть она вроде бы не должна, если она изолирована. В случае, сферической воды в вакууме, без фотонов, (модель прыгающих шариков,связанных между собой потенциальными ямками), то остыть ей просто некуда. Если же взять реальную воду, с фотонами, и не забывать про условие её изолированности, поместить в мысленный термос, то тоже остыть не должна. Без термоса - произойдет разделение на фазы, если так выразиться, вода отдельно, фотоны отдельно.
Если вернуться к поверхностному натяжению и усомниться в школьном выводе на пальцах, то все-равно при наличии этой силы, а она потенциальная, энергия какая-то просто обязана быть, с математической точки зрения.
Механизм, мне кажется, может оказаться схожим с механизмом растяжения резины, который описал Фейнман в известном видео.
https://www.youtube.com/watch?v=jg8amix0h9QЕсли верить Фейнману, то упругость резины возникает из-за энтропии, чем больше резина растянута- тем больше порядка. Не может ли получится с поверхностным натяжением подобного механизма? Т.е. вопрос, когда минимум потенциальной энергии можно применить остается открытым. Может не потенциальной энергии, а чего-то другого? И да, у Фейнмановской резинки есть изменение потенциальной энергии или только Энтропии? Он меня что-то запутал.
Попытаюсь слегка поправить школьное объяснение так, чтобы не возникало проблем со слоями, не так давящими друг на друга.
Для начала определимся с моделью воды. (жидкости). Если взять модель газа Ван-дер-Ваальса, с очень сильным притяжением между молекулами, таким, что они не способны покинуть границу в большом количестве. То она не годится. Причина в давлении. В жидкостях давление не зависит от температуры. Следовательно молекулы не должны ударять и отскакивать от манометра, как шарики. Им остается колебаться в узлах решетки. Удобно сидеть в потенциальных ямках, образуя кучу из мелких кристалликов, постоянно разваливающихся и собирающихся в разнообразных формах. Раз соседей у внутренних частиц больше, чем у внешних, и соседи образуя пару, засаживают друг друга в ямки, то и энергия (потенциальная) у жидкости с меньшей площадью поверхности меньше.
Остается понять механизм возникновения силы пов. натяжения с точки зрения молекул.