主な違い–表面張力と表面エネルギー

表面張力と表面エネルギーは、材料を構成する分子間力の測定値です。これらの分子間力により、液面は常に内側に引っ張られています。表面を伸ばす場合は、分子間力を克服するための作業を行う必要があります。液体の表面の張力とその表面を伸ばすのに必要な仕事量を測定できます。これらの測定値は、表面張力と表面エネルギーに対応しています。 NS 主な違い 表面張力と表面エネルギーの間は 表面張力は、表面の単位長さあたりの力を測定します その間 表面エネルギーは、それを伸ばすために単位面積あたりに行う必要のある仕事の量を測定します.

表面張力とは

容器内の液体のサンプルを考えてみましょう。液体は、液体を構成する分子間の凝集分子間力によって一緒に保持されます。コンテナ内の分子は、それを取り巻く他の分子によってすべての方向に引っ張られています。ただし、上面の分子を考えると、その下の分子はまだそれらを引き下げていますが、それらを上に引っ張るための液体分子はありません。これは、これらの分子に正味の下向きの力があることを意味します。その結果、液体の表面全体が内側に引っ張られています。液体が自由なときにほぼ球形の液滴を形成するのは、表面に対するこの内向きの力です。

液体の表面の分子は、それらの下から凝集力にさらされます。これにより、液面が内側に引っ張られます。

表面張力により、水はほぼ球形の液滴を形成します。

液体の表面は、張力がかかった状態で膜のように機能します。表面張力

力として定量化することができます

単位長さあたりの作用

表面の：

ここで、力

液面に平行に作用し、

力が作用する長さです。たとえば、液体のフィルムを引っ張って伸ばすことを想像してみてください。これを次の図に示します。

液体のフィルムの表面張力

ここで、力

紺色で示されている膜を引っ張って、液膜を伸ばします。フィルムには2つの表面（上面と下面）があるため、全長は次のようになります。

。これは、この映画の場合、

表面エネルギーとは

分子間の分子間力のため、表面を伸ばすために表面で作業を行う必要があります。表面は、表面で行われた仕事に等しい量のエネルギーを獲得します。 表面エネルギー それを伸ばすために単位面積あたりに必要なエネルギー量を指します。上記の液体のフィルムの場合、膜が一定の距離だけ引っ張られていると仮定します

。次に、行われる作業は

。表面の面積の増加は、

。だから、表面エネルギー

によって与えられます：

表面張力と表面エネルギーの違い

それが測定するもの

表面張力 単位長さあたりに加えられる表面に平行に加えられる力を測定します。

表面エネルギー 新しい表面を作成するために単位面積あたりに必要なエネルギーを測定します。

画像提供

User：Booyabazookaによる「Wasserin Tropfen und an der Phasengrenze」（自作）[パブリックドメイン]、ウィキメディアコモンズ経由

「この図は、表面積を増やすために必要な力を示しています…」Rudolf.hellmuth（自作）[CC BY-SA 3.0]、ウィキメディアコモンズ（修正）

青太郎による「蓮の葉の水滴」（自作）[CC BY 2.0]、flickr経由