表面能和表面张力关系(表面能与表面张力)

表面张力是什么，和你表面能有什么关系

促使液体表面收缩的力或者液体表面相邻两部分之间，单位长度内互相牵引的力叫做表面张力。形成一定的表面需要一定的能量，这个能量就是表面能。单位面积的表面能的数值和表面张力相同，但两者物理意义不同。表面张力是指分子间的力的作用，表面能是指形成表面时的能量的变化，一个事物的两个不同的方面，侧重点不同。同样一个土豆，农学家把他看作作物，老把它看作食物，着眼点不同。

表面能和表面张力关系(表面能与表面张力)

表面能和表面张力关系(表面能与表面张力)

什么是表面吉布斯能什么是表面张力它们之间有什么异同和联系？

表面吉布斯自由能

在体系温度、压力、组成不变时，增加单位表面积，体系吉布斯自由能的增量。

表面能和表面张力关系(表面能与表面张力)

表面张力

作用在单位长度界面上使相界面收缩的力（或沿表面切线方向，垂直作用在单位长度相界面上的表面收缩力）

影响表面张力的因素：物质本性；共存的相；温度。

什么是表面能和表面张力

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(suce 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

何为表面张力，比表面能，表面张力与温度有无关系

表面张力是液体表面张紧的垂直于表面指向液体内部的收缩力。它的数值和表面能相等，但是属于不同的物理概念。内部分子进入表面需要做功，小可逆功为表面能。他们与温度有关系，温度影响了界面两相密度，表面分子受力不平衡的部分有所变化。一般水每升一度表面张力降低0.18度。

物理 表面能相关问题

1. 表面能和表面张力从定义上来看是不同的东西，但是可以证明等价。

1.1 表面能是这样子的：

假如一个物体具有A的表面，具有一定的Gibbs自由能G。相同温度，相同压强下，如果其表面积A有了一个dA的增量，那么，其Gibbs自由能也会有一个增量dG。称dG/dA为表面能γ。显然，γ也是一个T、p的函数。再通俗地说，表面能就是增加单位面积Gibbs自由能的增量。表面能γ量纲为J/m^2。

（有的定义用的不是Gibbs自由能，而是内能。没有本质区别。）

1.2 张力是这样子的：

假定一个物体的表面上，取一条线的质点出来进行研究，会发现，这条线实际是受力的，受到了平行于表面、垂直于线的两侧的两个拉力F。单位线长上受力F叫做表面张力γ。表面张力γ量纲为N/m。

1.3 （发现没有，表面能和表面张力量纲都是一样的！）下面证明，表面能就是表面张力。为了证明中区分二者，表面能用γE表示，表面张力用γf表示。

假定在刚才的表面质点线的模型中，两侧的表面张力强行把这条线拉成了一个口子（就像拉开一个伤疤一样的），考虑dl长度的一段微分线段上，被拉裂的宽度为ds，则根据做功公式，有

δW = Fds = (γf)dlds = γf dA

另一方面，不考虑热交换，则根据热力学定律，恒压条件下，有

表面能和表面张力关系(表面能与表面张力)

dG = δW = γf dA

把dA除过去，则得到了表面能定义式

γE = dG/dA = γf

可见，表面能和张力就是一个东西，所以不再做字母区分，统一用γ表示

2. 超疏水

2.1 接触角（其实我个人觉得这个模型有问题……）

看一个接触角的概念。假设一个液滴落到了固体上，这个时候就出现固液气三相了，分析三相交界处，如图所示定义一个接触角θ。根据水平面受力平衡，则可以得到：

γ(sv) = γ(sl) + γ(lv)cosθ

这里，s是固态，l是液态，v是气态。

表面能和表面张力关系(表面能与表面张力)

所以cosθ = [γ(sv) - γ(sl)]/γ(lv)

2.2 浸润和疏水

当θ充分小的时候，液体就铺展到固体表面了。如果γ(sv) - γ(sl) = γ(lv)，θ = 0，那么就叫做完全浸润，也就是液滴一撒上去就完全平铺了。

另一个极端，如果θ充分大，接近于180°时，液滴就接近于小球形状。就像汞落到地上那种感觉。如果γ(sv) - γ(sl) = -γ(lv)，那么就完全不浸润，也就是液滴完全成球状，理论上与固体点接触。

实际上，γ(sv) - γ(sl) < -γ(lv)是可以出现的，这个时候θ无解了，也是完全不浸润，也就是液体根本不想碰到固体。

2.3 超疏水材料与荷叶

超疏水材料至少有两种：一种是改变张力的，一种是改变结构的。先说种。如果能做出一种材料，使得γ(sv) - γ(sl) ≤ -γ(lv)，那么按照刚才的理论，水落在固体上，会像小球一样滚走。从而实现了超疏水。

第二种是荷叶结构式的。

从荷叶放大图可以看到，荷叶表面有很多突起。所以一个水滴落下来，实际上是落在了很多突起的突出部分。虽然荷叶并不满足γ(sv) - γ(sl) ≤ -γ(lv)，但是假使水要完全浸润荷叶，水有一部分就必须变形，向下延伸触碰突起间的底部。（就像人手要使劲按牙刷毛按到手和塑料部分接触一样。虽然不完全一致，但是大概就是这个意思。）这个过程要么这些突起要变形（做功消耗能量），要么水变形（增大表面积，提高Gibbs自由能），总之都是增加能量的过程。所以虽然不满足刚才的关系式，但是也可以使得实现某种意义上的“超疏水”。所以荷叶结构与表面能驱使的超疏水是完全不同的机制。

（超流水是啥？没听过。）

3. 表面电势

不太了解。抱歉！