水の表面張力

表面張力は、液体の自由表面が可能な限り最小の表面積に収縮する傾向がある液体の特性です。それは S で示されます。気体には自由表面がないため、表面張力は気体ではなく液体にのみ関係します。表面張力の例は次のとおりです。油と水は混ざりません。ペイント ブラシの毛は乾いたときにくっつかず、水に浸しても水は木の葉のてっぺんまで上がることができます。これらはすべての例です。表面張力。液体には明確な形はありませんが、明確な体積があります。これは、容器に注がれたときに自由空間が得られることを意味します。これらの表面には追加のエネルギーがあります。この現象は表面張力として知られています。表面張力の式 – γ=1/2*F/L

γ – 表面張力、F-力、L-長さ

したがって、式によって、液体の表面に単位長さあたりに作用する力として定義されていると言えます。

表面エネルギー

どのような物質においても、原子は 2 つのカテゴリーに存在し、1 つは原子が安定しており、相互作用のバランスがとれている物質の大部分にあり、もう 1 つは物質の表面にあり、これらはあまり安定していません。表面エネルギーは、バルクと比較した材料の表面での過剰エネルギーとして定義できます。バルクでのポテンシャル エネルギーが高くなります。

表面エネルギーは、材料の表面のサイズを大きくするために単位面積あたりに行われる仕事です。

表面エネルギー =行った仕事 / 面積

表面張力と表面エネルギーの関係

F =2TL

フィルムの変位 dx 表面積が増加するため、その表面積の増加は

ΔA =2l*dx

したがって、単位表面積あたりの仕事は

W/A =2Tldx / 2ldx =T

この行われた仕事は、ポテンシャル エネルギーの形で単位表面積に保存され、このポテンシャル エネルギーは表面エネルギーとして知られています。

表面張力の原因

表面張力は、液体中の分子間の凝集相互作用により発生します。液体分子の大部分は隣接する分子に囲まれており、すべての方向に均等に引き合い、正味の力はゼロになります。

凝集力と粘着力。

凝集力は、同じ物質の分子間の引力の分子間力です。これが、水滴が球形になる理由です。

接着力は、異なる分子間の引力です。それらは、機械力と静電力として2つの物質間に作用する力によって引き起こされます。筆記中にインクが紙にくっつくのは粘着力の一例です。

液体の曲面領域への過剰圧力

したがって、液体の表面が湾曲しているときはいつでも、凹面側の圧力は凸面側の圧力よりも大きくなります。

表面張力の例:

結論

特定の体積内で最小の表面積を占める液体の傾向は、表面張力と呼ばれます。表面張力 (γ) =1/2*F/L

液体に力を加えて間に空間を作ると、力によってなされた仕事がエネルギーの形で蓄えられます。これは、弾性ポテンシャルエネルギーまたは表面エネルギーと呼ばれます。表面エネルギーの公式は、表面エネルギー =行われた仕事 / 面積です。

物体に作用する力には、凝集力と粘着力の 2 種類があります。

同じ分子間の分子間引力は凝集力として知られていますが、異なる分子間の分子間引力は接着力として知られています。