表面張力

表面張力は、流体が可能な限り小さい表面積に収縮する傾向です。液体のこの特性は、液体の分子が液体の中心よりも表面で異なる状態にあるという事実に基づいています。表面張力は、粒子間の引力だけでなく、近接している固体、液体、気体の引力によっても決まります。

表面張力

表面の層内の粒子と液体のバルク内の粒子との間の引力は、それらの表面積を最小化する傾向があり、表面張力を引き起こします。表面張力により、液体の表面は分子の凝集性により外力に対抗することができます。

表面張力は次のように与えられます

T=F/L

また

T=m×a/L

ここで

T =表面張力

F =力 =m×a

L =長さ

a =加速度

m =質量

表面張力の単位

表面張力は、1 平方メートルあたりのジュール (J/m²) で決定されます。表面張力は、単位長さの線に垂直な (垂直な) 表面に加えられる力の量として表されることがよくあります。表面張力は (ガンマ) で表されます。

SI 単位系では、表面張力は Nm-1 で与えられ、寸法は kg/s² です。液体の表面積が小さい場合、エネルギー状態が最も低くなります。

表面張力の寸法式

私たちが知っているように、表面張力は

T=F/L

また

T=m×a/L

したがって、

表面張力の原因

分子は、隣接する液体分子からの凝集力により、すべての方向に均等に引っ張られ、その結果、正味の力はゼロになります。表面に近い分子は、すべての側面が同様の分子に囲まれているわけではないため、内側に押し込まれます。これにより内圧が発生し、液面が可能な限り最小の領域に圧縮されます。

また、水分子の凝集構造により、外力に対抗する表面に平行な張力があります。

凝集力と粘着力

団結力

特定の液体の分子間に存在する力は、凝集力と見なされます。雨滴は、地球に落ちる前に凝集力によって一緒に保持されます。表面張力は私たちに知られている現象ですが、表面張力が凝集力によるものであることを知っている人は多くありません。表面張力により、液体よりも密度の高い物体がサポートなしで浮いて沈むのを防ぐことができます。

粘着力

付着力は、固体容器と液体のような 2 つの異なる物体間の引力です。粘着力により、水がガラスにくっつきます。

付着現象が凝集現象よりも大きい場合、液体は接触している固体の表面を濡らし、液体が容器の端に向かって湾曲することにも気付く場合があります。水銀などの液体は、粘着力に比べて凝集力が強いため、非湿潤性液体と定義できます。非湿潤性液体は、容器の縁に近づくと内側に曲がります。

粘度

粘度は、流体の流れの抵抗の尺度として定義されます。

流体の分子間力が強いため、粘度の高い流体は動きや動きに抵抗します。これは、層が互いに通過する動きに抵抗する多くの内部摩擦を提供するためです。

一方、粘度の低い流体は、その分子組成が動いたときの摩擦が非常に小さいため、流れやすくなっています。ガスにも粘性がありますが、通常の状況では検出が困難です。

液体の温度が上昇すると、液体の粘度は急速に低下します。一方、ガスの温度が上昇すると、ガスの粘度が増加します。したがって、加熱すると、液体はより流れやすくなりますが、気体の流れは液体と比較して遅くなります。物質の量が変化しても粘度は変化しないため、粘度は集中的な特性です。

粘度は、流体の速度勾配に対するせん断応力の比率です。球体を流体に落とすと、以下に示す式を使用して粘度が決定されます。

η=2g×a²×Δρ/9v

ここで

=粘度

g =重力加速度

a =球の半径

Δρ =密度差

v =速度

粘度の原理

液体層が同じ液体の表面または他の層で移動すると、流体粒子は動きに抵抗する傾向があり、液体によって作成されるこの抵抗力は粘度として知られています。

結論

表面の層の粒子と液体の大部分の粒子との間の引力は、それらの表面積を最小化する傾向があり、表面張力を引き起こします。

表面張力は次のように与えられます

T=F/L

また

T=m×a/L

表面張力の単位は、1 平方メートルあたりのジュール (J/m²) です。

表面張力の次元式は

粘度は、流体の流れの抵抗の尺度として定義されます。

粘度は次のように与えられます

η=2g×a²×Δρ/9v