e =γδa
どこ:
* e 必要なエネルギー(ジュールで)
* γ 液体の表面張力(n/mまたはj/m²)
* Δa 表面積の変化です(m²)
表面張力(γ) は、液体の表面に作用する単位長さあたりの内向きの力を表す液体の特性です。それは液体分子間の凝集力から生じます。
これが概念の内訳です:
* 表面分子: 表面の液体分子は、液体の大部分内の分子とは異なる力を経験します。液体内の分子は、あらゆる方向の周囲の分子に引き付けられますが、表面分子は、その下の分子からの引力のために、正味の内側の力を経験します。この内向きの力は、表面張力につながります。
* 表面積を増やすために必要な作業: 液体の表面積を増やすには、この内向きの力を克服し、より多くの分子を表面に持ち込む必要があります。これには、エネルギーに変換される作業が必要です。
例:
0.0728 n/m(室温の水など)の表面張力を持つ液体があるとしましょう。表面積を0.01m²に増やすと、必要なエネルギーは次のとおりです。
e =(0.0728 n/m) *(0.01m²)=0.000728 j
表面張力に影響する要因:
* 温度: 一般に、表面張力は温度の上昇とともに減少します。
* 液体の性質: 異なる液体は、分子間力の強度に応じて異なる表面緊張を持っています。
* 不純物の存在: 不純物は、液体分子との相互作用に応じて、表面張力を増加または減少させる可能性があります。
アプリケーション:
表面張力エネルギーの概念は、さまざまな分野で重要です。
* 毛細血管作用: 表面張力により、液体が狭いチューブで上昇することができます。
* 液滴の形成: 表面張力は、球体液滴を形成することにより、液体が表面積を最小限に抑えるのに役立ちます。
* 湿潤と拡散: 表面張力は、液体が表面にどのように広がるかに役割を果たします。
この説明が役立つことを願っています!