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對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)布時間:2024-04-28 點擊次數(shù):338

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程稱為潤濕,在一般的生產(chǎn)實踐中,潤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-固三個界面,三個界面的叫接觸角,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,印刷過程中,油墨,潤濕液的傳遞過程實質(zhì)就是潤濕過程。

  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,四周被同類分子所吸引,受周圍分子的引力是對稱的,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,液體都具有自動收縮其表面成為球形的趨勢。

  表面張力可以通過實驗來證實,由于表面分子處于不平衡的合力作用下,所以相對于內(nèi)部分子處于較高的能量態(tài)勢,把單位表面積上的分子比相同數(shù)量的內(nèi)部分子過剩的自由能叫過表面過剩自由能。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)部分子有過剩的自由能,稱為固體的比表面能或表面張力,只是固體不能流動,也就無法收縮其表面。

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)部分子過剩自由能的加和值稱為界面比表面能。當(dāng)界面比表面能取N/m為單位時,通常稱為界面張力。

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