接觸角-表面張力與表面自由能的關系

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?接觸角與表面張力與表面自由能：

表面上一種液體被另一種液體取代的過程稱為潤濕，在一般的生產(chǎn)實踐中，潤濕是指固體表面上的氣體被液體取代，固體的表面被液體潤濕后，就象一滴水滴在固體表面，便形成了氣-液，氣-固，液-固三個界面，三個界面的叫接觸角，通常把有氣相組成的界面叫做表面，即把氣-液界面叫做液體表面，氣-固界面叫做固體表面，印刷過程中，油墨，潤濕液的傳遞過程實質(zhì)就是潤濕過程。

液體表面或固體表面的分子與其內(nèi)部分子的受力情形是不同的，以液體為例，處于液體內(nèi)部的分子，四周被同類分子所吸引，受周圍分子的引力是對稱的，因而相互抵消，合力為零。處于液體表面的分子，由于液體分子密度遠大于氣相的分子密度，致使合力不再為零，表面分子所受到的不平穩(wěn)的合力，促使液體盡量收縮其表面，由于在體積一定的幾何形體中球體的表面積最小，液體都具有自動收縮其表面成為球形的趨勢。

表面張力可以通過實驗來證實，由于表面分子處于不平衡的合力作用下，所以相對于內(nèi)部分子處于較高的能量態(tài)勢，把單位表面積上的分子比相同數(shù)量的內(nèi)部分子過剩的自由能叫過表面過剩自由能。所以，一種物質(zhì)的比表面能與表面張力數(shù)值上完全一樣，量綱也一樣，但物理意義有所不同，所用的單位也不同。

固體表面的分子和液體表面分子一樣，也受到不平衡的合力，比內(nèi)部分子有過剩的自由能，稱為固體的比表面能或表面張力，只是固體不能流動，也就無法收縮其表面

高能表面與低能表面：

按照不同物體表面比表面能大小的不同，界面化學稱為高能表面和低能表面。

界面張力：

在固體-液體相接觸的界面處或兩種不同液體的相接觸角的界面上，界面上的分子受到界面兩側不平衡的力的作用，把單位面積相界面上的兩相物質(zhì)的分子，各自比相同數(shù)量 的本相內(nèi)部分子過剩自由能的加和值稱為界面比表面能。當界面比表面能取N/m為單位時，通常稱為界面張力。

影響表面張力的因素：

某純液態(tài)物質(zhì)的表面張力，通常是指該液態(tài)物質(zhì)與含該物質(zhì)飽和蒸氣的空氣相接觸而言，凡能影響液體性質(zhì)的因素，對表面張力皆有影響。

1 表面張力與物質(zhì)的本性有關，不同的物質(zhì)，分子之間的作用力不同，而表面張力是分子之間相互作用的結果，故分子之間作用力越大，表面張力也越大，一般來說極性液體，例如水，有較大的表面張力，而非極性液體的表面張力則較小，構成固體的物質(zhì)粒子間的作用力遠大于液體的，所以固態(tài)物質(zhì)一般要比液態(tài)物質(zhì)具有更大的表面張力。

2 表面張力與接觸角的性質(zhì)有關。在一定條件下，同一物質(zhì)的不同性質(zhì)的其它物質(zhì)接觸時，表面層分子所外的力場不同，故表面張力出現(xiàn)明顯的差異。

3 表面張力與溫度的影響，同一物質(zhì)的表面張力因溫度不同而異，當溫度升高時物質(zhì)的體積膨脹，分子間的距離增加，使分子之間的相互作用減弱，所以當溫度升高時，大多數(shù)物質(zhì)的表面張力都是逐漸的在減少，在是多大的溫度范圍內(nèi)，兩者近似聽不到線性關系 。

關鍵詞：接觸角，接觸角測量儀，表面張力，表面自由能