什么是表面能和表面张力

如题所述

1、表面能:是恒温、恒压、恒组成情况下,可逆地增加物系表面积须对物质所做的非体积功。表面能的另一种定义是,表面粒子相对于内部粒子所多出的能量。表面能是创造物质表面时对分子间化学键破坏的度量。

2、表面张力:液体表面任意两相邻部分之间垂直于它们的单位长度分界线相互作用的拉力。表面张力的形成同处在液体表面薄层内的分子的特殊受力状态密切相关。表面张力的存在形成了一系列日常生活中可以观察到的特殊现象。例如:截面非常小的细管内的毛细现象、肥皂泡现象、液体与固体之间的浸润与非浸润现象等。

扩展资料:

表面能的产生原因:

物体表面的粒子和内部粒子所处的环境不同,因而所具有的能量不同。例如,在液体内部,每个离子都均匀地被邻近粒子包围着,使来自不同方向的吸引力相互抵消,处于力平衡状态。处于液体表面的粒子却不同,液体的外部是气体,气体的密度小于液体,故表面离子受到来自气体分子的吸引力较小,而受到液体内部粒子吸引力较大,使它在向内向外两个方向受到的力不平衡。这样是表面分子受到一个指向液体内部的拉力,因此,液体表面有自动收缩到最小的趋势。

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第1个回答  2019-10-31

是固体表面的所有分子势能的总和就称为固体和空气接触时的固体表面能或自由能。

表面张力:液体都是由分子组成的,液体的分子间存在分子间作用力。当分子间距离小于r0时分子间作用力表现为斥力,而在分子间距离大于r0小于10r0时,分子间的作用力变现为引力,分子间距离大于10r0分子间作用力几乎可以忽略,因此分子力的力程很短。

扩展资料:

表面张力实验装置维护注意事项:

数字压力计等精密仪表不宜放置在潮湿的地方,应置于阴凉、通风、无腐蚀性气体的场所。

为了保证数字压力计、恒温控制仪等精密仪表工作正常,没有专门检测设备的单位和个人,请勿打开机盖进行检修,更不允许调整和更换元件,否则将无法保证仪表测量的准确度。

乳胶管与玻璃仪器、数字压力计等相互连接时,接口与乳胶管一定要插牢,以不漏气为原则,保证实验系统的气密性。

清洗毛细管时,须注意不能有清洗液残留在毛细管内,可用洗耳球直接从毛细管顶部吹一下,再用待测溶液润一下毛细管, 重复几次即可。

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第2个回答  2019-10-31

表面能是恒温、恒压、恒组成情况下,可逆地增加物系表面积须对物质所做的非体积功。表面能的另一种定义是,表面粒子相对于内部粒子所多出的能量。

促使液体表面收缩的力叫做表面张力。液体表面相邻两部分之间,单位长度内互相牵引的力。表面张力的方向和液面相切,并和两部分的分界线垂直,如果液面是平面,表面张力就在这个平面上.如果液面是曲面,表面张力就在这个曲面的切面上。

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表面张力的大小

在室温(20℃左右)下,大部分液体的表面张力在20〜40达因/厘米范围以内,但也有大于此数的,如水的表面张力为72达因/厘米;水银表面张力为470达因/厘米。液态金属的表面张力都比较大,如1131℃液态铜的表面张力为1103达因/厘米。

一些在常温下为气态的元素,在低温下处于液态时,表面张力却很小,如4.3开液氦的表面张力仅有0.098达因/厘米,90.2开液氢的表面张力为0.2达因/厘米,理论分析还指出,对于同一种液体,温度升高,表面张力降低。

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第3个回答  2023-07-19

表面能是创造物质表面时对分子间化学键破坏的度量,表面张力是指水等液体会产生使表面尽可能缩小的力,溶液的表面吸附是指溶质在溶液表面层的浓度和溶液内部不同,在溶液表面发生的吸附现象。
清晨凝聚在叶片上的水滴、水龙头缓缓垂下的水滴,都是在表面张力的作用下形成的。此外,水黾之所以能站在水面上,也是由于表面张力的作用。液体的表面张力,是液体本身的一种性质,主要由液体本身决定。具体定义如下:

1、表面能

表面能是描述物质界面上各个分子间相互作用强度的物理量。它表示单位面积上所需的能量,以克-厘米或焦耳/平方米为单位。

在液体-气体、液体-固体、固体-气体等不同相之间的界面上,分子之间会发生相互作用。这些相互作用包括吸引力和排斥力,对于物体的性质和行为有重要影响。表面能是一种衡量这种相互作用强度的方式。

对于液体而言,表面能决定了其是否能够扩展到更大的表面区域,形成薄膜或涂层。较低的表面能意味着液体在固体表面上的扩展性更好,而较高的表面能则表明液体形成球状。

表面能还与液体在固体表面上的附着性、润湿性和界面张力等现象相关。它对于了解材料的涂覆性能、界面相互作用、胶粘剂的粘附性以及液滴的形成和行为等方面具有重要意义。

2、表面张力

表面张力是液体表面上的分子间相互作用导致的一种现象。它是指液体表面上的分子对内部的相互吸引力所造成的一种紧张状态或压力。

液体分子之间存在着静电力、范德华力和氢键等相互作用力。在液体表面上,由于没有相邻的分子来平衡表面上的分子,所以表面上的分子受到更强的内部引力,导致液体表面呈现出收缩的趋势。

表面张力使得液体表面具有一定的弹性和膜状特性。这种现象可以观察到液滴能够保持球形的原因:液滴表面上的分子受到内部的吸引力,使得液滴收缩为最小表面积,这是因为较小的表面积会减少表面能。

表面张力还影响液体与固体之间的接触角。在液体与固体接触时,接触角的大小取决于液体在固体表面上的润湿性以及表面张力的比较。如果液体能够完全展开并覆盖固体表面,接触角就会很小;如果液体无法展开并流动,接触角就会较大。

表面张力的强弱取决于液体的性质和温度。在实际应用中,表面张力对液滴形成、泡沫稳定以及涂层的形成等方面具有重要影响。

3、表面张力系数与表面能、表面张力的关系

表面张力系数表示液体表面相邻两部分间单位长度的相互牵引力,一般记为γ。

表面张力系数在数值上等于增加单位表面积时所增加的表面能。

表面张力系数γ在数值上等于增加单位表面积时所增加的表面能,在等温条件下能转变为机械能的表面内能部分,在热力学中称为表面自由能。从能的角度看,表面张力系数γ就是增加单位表面时所增加的表面自由能。液体表面张力系数的性质表现为:

    液体不同表面张力系数不同。例如,密度小的,容易蒸发的液体表面张力系数小,如液氢和液氦;已熔化的金属表面张力系数则很大;

    表面张力系数随温度的升高而减小,近似地为一线性关系;

    表面张力系数的大小还与相邻物质的化学性质有关;

    表面张力系数还与杂质有关,加入杂质可促使液体表面张力系数增大或减小。一般说来醇、酸、醛、酮等有机物质大都是表面活性物质,比水的表面张力系数小得多。例如,在钢液结晶时,加入少量的硼,就是为了促使液态金属加快结晶的速度。

表面张力系数和表面张力之间存在关系,可以使用表面张力系数来量化表面张力的大小。

表面张力系数(亦称为表面能)是一个物质特有的性质,它表示单位面积上所需的能量来增加液体表面的面积。表面张力系数通常用符号 "γ" 来表示,单位是焦耳/平方米(J/m²)或牛顿/米(N/m)。

表面张力系数可以通过测量不同液体在固体界面上的接触角以及计算相关参数来确定。具体而言,对于给定的液体-固体界面,根据 Young-Laplace 方程(P = 2γ/R),其中 P 是液滴或泡沫的压强,γ 是表面张力系数,R 是曲率半径,可以求解出表面张力系数。

表面张力系数与表面张力成正比,即表面张力越大,表面张力系数就越大。换句话说,表面张力系数越小,液体越容易在固体表面上展开和流动。

第4个回答  2019-11-10

1、表面张力:表面张力是指液体内部分子的吸引力使表面上的分子处于向内一种力作用下,这种力使液体尽量缩小其表面积而形成平行于表面的力;或者说是液体表面相邻两部分间单位长度内的相互牵引力,它是分子力的一种表现。表面张力的单位是N/m。表面张力的大小与液体的性质、纯度和温度有关。

2、表面能:表面能是恒温、恒压、恒组成情况下,可逆地增加物系表面积须对物质所做的非体积功。表面能的另一种定义是,表面粒子相对于内部粒子所多出的能量。

表面张力乘表面的面积即为表面能。表面张力越大,表面积越大,所具有的表面能也越大。


扩展资料:

水的表面张力原理:

表面张力由于环境不同,处于界面的分子与处于相本体内的分子所受力是不同的。在水内部的一个水分子受到周围水分子的作用力的合力为0,但在表面的一个水分子却不如此。

因上层空间气相分子对它的吸引力小于内部液相分子对它的吸引力,所以该分子所受合力不等于零,其合力方向垂直指向液体内部,结果导致液体表面具有自动缩小的趋势,这种收缩力称为表面张力,表面张力(surface tension)是物质的特性,其大小与温度和界面两相物质的性质有关。

参考资料来源:

百度百科-表面能

百度百科-表面张力

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