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對(duì)于接觸角與表面張力與表面自由能的關(guān)系你了解多少？
發(fā)布時(shí)間：2024-04-28 點(diǎn)擊次數(shù)：377
接觸角與表面張力與表面自由能：
表面上一種液體被另一種液體取代的過(guò)程稱(chēng)為潤(rùn)濕，在一般的生產(chǎn)實(shí)踐中，潤(rùn)濕是指固體表面上的氣體被液體取代，固體的表面被液體潤(rùn)濕后，就象一滴水滴在固體表面，便形成了氣-液，氣-固，液-固三個(gè)界面，三個(gè)界面的叫接觸角，通常把有氣相組成的界面叫做表面，即把氣-液界面叫做液體表面，氣-固界面叫做固體表面，印刷過(guò)程中，油墨，潤(rùn)濕液的傳遞過(guò)程實(shí)質(zhì)就是潤(rùn)濕過(guò)程。
液體表面或固體表面的分子與其內(nèi)部分子的受力情形是不同的，以液體為例，處于液體內(nèi)部的分子，四周被同類(lèi)分子所吸引，受周?chē)肿拥囊κ菍?duì)稱(chēng)的，因而相互抵消，合力為零。處于液體表面的分子，由于液體分子密度遠(yuǎn)大于氣相的分子密度，致使合力不再為零，表面分子所受到的不平穩(wěn)的合力，促使液體盡量收縮其表面，由于在體積一定的幾何形體中球體的表面積最小，液體都具有自動(dòng)收縮其表面成為球形的趨勢(shì)。
表面張力可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)，由于表面分子處于不平衡的合力作用下，所以相對(duì)于內(nèi)部分子處于較高的能量態(tài)勢(shì)，把單位表面積上的分子比相同數(shù)量的內(nèi)部分子過(guò)剩的自由能叫過(guò)表面過(guò)剩自由能。所以，一種物質(zhì)的比表面能與表面張力數(shù)值上完全一樣，量綱也一樣，但物理意義有所不同，所用的單位也不同。
固體表面的分子和液體表面分子一樣，也受到不平衡的合力，比內(nèi)部分子有過(guò)剩的自由能，稱(chēng)為固體的比表面能或表面張力，只是固體不能流動(dòng)，也就無(wú)法收縮其表面。
高能表面與低能表面：
按照不同物體表面比表面能大小的不同，界面化學(xué)稱(chēng)為高能表面和低能表面。
界面張力：
在固體-液體相接觸的界面處或兩種不同液體的相接觸角的界面上，界面上的分子受到界面兩側(cè)不平衡的力的作用，把單位面積相界面上的兩相物質(zhì)的分子，各自比相同數(shù)量 的本相內(nèi)部分子過(guò)剩自由能的加和值稱(chēng)為界面比表面能。當(dāng)界面比表面能取N/m為單位時(shí)，通常稱(chēng)為界面張力。
