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接觸角與表面張力與表面自由能的關(guān)系

發(fā)布時(shí)間:2023-06-12 點(diǎn)擊次數(shù):1000

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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


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