表面エネルギーは、外部表面に加えられた力によって単位面積あたりに行われる仕事として定義されます。ただし、液体または溶媒では、表面エネルギーは表面自由エネルギーとしても知られています。液体は伸びていくらかの自由表面エネルギーを生成する傾向があるため、上面にはポテンシャル エネルギーが蓄えられます。表面エネルギーの次元方程式は、物理量を対応する次元公式と等しくすることによって導き出され、さまざまな用途があります。
寸法とその概念
寸法は、異なる物理量間の相互関係を作成するのに役立ちます。物理量の次元には、単位と測定の識別において多くの用途とサポートがあります。物理量を対応する寸法式と等しくすることによって得られる表面の寸法式。
例えば、A を質量 (m)、長さ (l)、時間 (t) のべき乗に依存する物理量とする。したがって、次元式は[MaLbTc]で表されます。
つまり、次元式は、基底量を表す物理量の表現です。これは、括弧内の適切な累乗を持つ物理量の記号、つまり ( ) で表されます。
たとえば、長さの寸法式は [L] です。
表面エネルギー
外表面に存在する原子は、表面自由エネルギーまたは界面自由エネルギーとも呼ばれる表面エネルギーを持っています。また、外面に加えられた力によって単位面積あたりに行われる仕事としても定義されます。
表面の少ない材料は、表面エネルギーの量が少なくなります。表面エネルギーが高いほど、原子間の結合 (分子相互作用) が高くなります。材料の上面に存在する粒子の接着特性は、表面エネルギーを利用して測定できます。したがって、接着強度は表面エネルギーに直接依存します。
より高い範囲の表面エネルギーを持つ表面は、硬質 PVC、銅、ナイロン、ポリエステル、ABS、スズ、ステンレス鋼、ポリカーボネート、アクリル、エポキシ塗料、鉛、アルミニウム、亜鉛、ガラス磁器などです。
表面エネルギーが低い表面は、EVA、アセタール、ポリスチレン、ポリエチレン、PVA、ポリプロピレン、粉体塗装塗料などです。
表面自由エネルギー
液体の場合、液体は伸びていくらかの自由表面エネルギーを生成する傾向があり、上面にはポテンシャルエネルギーが蓄えられます。これは表面自由エネルギーとも呼ばれます。表面の上層にある分子は下層に到達する傾向があり、これは表面エネルギーの量に影響を与えます。つまり、エネルギーの減少です。
表面エネルギーの数式
表面エネルギー =行われた仕事/面積
S.I. 単位はジュール/m2 またはニュートン/メートル (N/m) です。
表面エネルギーの次元式
表面エネルギーの次元式を以下に示します。
M¹L⁰T⁻²
ここで、標準単位質量は M、長さは L、時間は T で表されます。
表面エネルギーの次元式の導出
式は、
によって与えられます。表面エネルギー (E) =エネルギー × 面積
そして、 エネルギー =力 × 変位 =m × a × 変位
または、エネルギー =M¹×M⁰L¹T⁻²×L¹ と表すこともできます
したがって、エネルギーの次元式は次のようになります。
M¹L²T⁻²
同様に、面積の次元式 =M⁰L²T⁰
エネルギーと面積の値を表面エネルギーの公式に入れると、
表面エネルギー =エネルギー × 面積
M¹L²T⁻² =M¹L²T⁻² × M⁰L²T⁰
したがって、表面エネルギーは次元的に M¹L⁰T⁻² として表されます。
結論
さまざまな物理量の次元式を計算すると、物理学のさまざまな側面を理解するのに役立ちます。表面エネルギーは、外部表面に加えられた力によって単位面積あたりに行われる仕事として定義されます。表面エネルギーが高いほど、原子間の結合 (分子相互作用) が高くなります。材料の上面に存在する粒子の接着特性は、表面エネルギーを利用して測定できます。したがって、接着強度は表面エネルギーに直接依存します。
