物理化学

表面張力

表面張力は自由エネルギーと界面面積を結び、ラプラス圧や毛細管現象を生みます。

表面分子の近傍は非対称で、界面に余剰エネルギーが生じます。面積増加には通常仕事が必要で、γで表されます。

界面と毛細管現象

表面張力は自由エネルギーと界面面積を結び、ラプラス圧や毛細管現象を生みます。

定義: 基本定義

温度・組成一定で、γは界面積に対するギブズエネルギーの微分です。単位N/mはJ/m²に等しいです。

\gamma=\left(\frac{\partial G}{\partial A}\right)_{T,p,n},\quad \Delta p=\frac{2\gamma}{r}

例: 適用例

簡単な場合にモデルを適用します：完全に濡れる半径rの毛細管ではh=2γ/(ρgr)だけ上昇します。同じ液体・接触角なら細い管ほど上昇が大きくなります。

解答

完全に濡れる半径rの毛細管ではh=2γ/(ρgr)だけ上昇します。同じ液体・接触角なら細い管ほど上昇が大きくなります。

温度・組成一定で、γは界面積に対するギブズエネルギーの微分です。単位N/mはJ/m²に等しいです。

界面と毛細管現象
量	モデル・規則
主要な関係	表面張力は自由エネルギーと界面面積を結び、ラプラス圧や毛細管現象を生みます。
意味・応用	完全に濡れる半径rの毛細管ではh=2γ/(ρgr)だけ上昇します。同じ液体・接触角なら細い管ほど上昇が大きくなります。

条件一定で、表面張力はどの微分で定義されますか。

説明したモデルに最も合う記述はどれですか。