化学入門 (日本語)

用語

• 張力ロープ、ストリング、ケーブル、または同様のオブジェクトを介して伝達される力（同じ大きさの力がオブジェクトに適用されることを伝えるために、またはの前置詞とともに使用されます両端に取り付けられています。
• energyシステムが機能する能力を表す量。質量×距離²/時間²の寸法（1 kg mなど）があります。 2 / sec2 = 1ジュール（J）。
• 湾曲曲がった形状が湾曲する度合い。

液体は流体です

液体と固体は共通の属性を共有します：サンプルに単純であるが明確な形状を与える明確で識別可能な相境界。液体と固体は他の何かも共有しています。それらの分子単位のほとんどは、ある程度比較的密接に接触しています。ただし、気体のような液体は流体です。つまり、それらの分子単位は互いに独立して移動できます。気体の体積は完全に圧力に依存しますが、液体の体積は大気圧にほとんど依存しません。したがって、気体は圧縮可能ですが、液体はほとんど圧縮されません。

凝集力により表面張力が発生します

液体のサンプル内で、完全に内部体積にある分子は囲まれています。他の分子によって、このタイプの分子に存在する引力の分子間力に基づいてそれらと相互作用します。ただし、別の媒体（通常は空気）との界面にある分子は、すべての側面（つまり、それらの上部）に他の同様の分子を持たないため、表面およびそのすぐ下の分子により強く凝集します。その結果、表面フィルムが形成され、液体のサンプルに沈められた物体が移動するよりも、物体が表面を貫通するのが困難になります。したがって、凝集力は表面張力の現象を引き起こします。

ヤング・ラプラスの方程式

表面張力は液滴の形状に関与します。水滴は簡単に変形しますが、表面層の凝集力によって球形に引っ張られる傾向があります。重力を含む他の力がない場合、事実上すべての液体の液滴は完全に球形になります。張力がかかった表面に垂直（垂直）に力が作用しない場合、表面は平らなままでなければなりません。ただし、表面の片側に圧力がかかる場合反対側の圧力とは異なり、圧力差に表面積を掛けると、通常の力になります。圧力によるこの力を相殺するイオン力では、表面を湾曲させる必要があります。すべての力のバランスが取れている場合、表面の曲率は表面張力の適切な尺度になります。これは、ヤングラプラスの式で表されます。

\ Delta P = \ gamma \ left（\ frac { 1} {R_ {1}} + \ frac {1} {R_ {2}} \ right）

この式は、水の「足跡」である水泡と水たまりの形状と曲率を表します-歩く虫、水面に針が浮く現象。水よりも針の密度が高いのに、表面張力が液面の収縮傾向で外力に抵抗できるため、針が浮く。特性は類似の分子の凝集によって引き起こされ、液体の挙動の多くに関与します。

液体中の分子の位置エネルギー

の形状を想像する場合液滴または液体の表面の湾曲については、表面の分子が内部の分子とは異なるレベルの位置エネルギーにあることを覚えておく必要があります。つまり、内部と表面の間にエネルギーの違いがあります。分子を内部から表面に移動するには、エネルギーが必要です。液体（たとえば、液滴の形）は、表面のエネルギーを最小限に抑えるように形作られています。繰り返しますが、表面のエネルギーは主に表面の粒子と内部の粒子の間の分子間引力によるものであるため、表面張力はそれらの力の程度の指標です。液体と溶液が異なれば、表面張力も異なります。

いくつかの一般的な液体と溶液の表面張力は、ダイン/ cmで次のとおりです（水の表面張力が特に高いことに注意してください）。

• 水、H（OH）：72.7
• ベンゼン、C6H6：40.0
• グリセリン、C3H2（OH）3：63.0
• スクロース溶液（水中85％）：76.4

表面張力の単位

表面張力は、単位長さあたりの力または単位面積あたりのエネルギーの単位で表されます（たとえば、N / mまたはJ / m2）。この2つは同等ですが、単位面積あたりのエネルギーを指す場合、人々は「表面エネルギー」という用語を使用します。これは、液体だけでなく固体にも適用されるという意味で、より一般的な用語です。