理论教育 界面张力与铺展压力对用户体验的影响

界面张力与铺展压力对用户体验的影响

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:当界面面积不大时,界面层所起的作用很小,常可忽略。界面现象的发生与界面层的特殊性质有关。气液、气固界面张力习惯上称为该液体和固体的表面张力。因此,界面张力也可定义为增加单位面积所消耗的可逆功。对于液态溶液的气液界面,纯溶剂及其与溶液饱和了的蒸气空间的界面张力是不相同的,前者用σ*,后者用σ表示;两者之差为铺展压,用符号π表示,定义为铺展压将使溶液的气液界面更为铺展,铺展压也称界面压。

 界面张力与铺展压力对用户体验的影响

与存在界面有关的各种物理现象和化学现象统称为界面现象(interfacial phenomenon)。当界面面积不大时,界面层所起的作用很小,常可忽略。许多情况下,则必须考虑界面层的作用。此外,界面现象有着广泛的工业应用,如吸附分离、多相催化、表面膜制备、去垢、选矿等。

界面现象的发生与界面层的特殊性质有关。在界面层,由于分子与体相内部的分子所处的环境不同。从统计平均的角度来说,体相内的分子受到周围分子的作用力是对称的,会相互抵消;而界面层处于两个体相之间,受到两相分子不同的作用,分子受力是不对称的,有残留(或残余)的作用力。因此,界面层的分子有离开界面层进入体相内部的倾向。这种倾向在宏观上表现为有一个与界面平行,并力图使界面收缩的张力,单位长度上的这种张力称为界面张力(interface tension),用符号σ表示,单位为N·m-1。气液、气固界面张力习惯上称为该液体和固体的表面张力(surface tension)。

界面上的分子受到指向体相内部的作用力,若想增大界面面积,把内部的分子移到界面上去,则需要外界克服体相内部的作用力做功。因此,界面张力也可定义为增加单位面积所消耗的可逆功。

式中,W′R为可逆功;As为界面面积。(www.daowen.com)

对于液态溶液的气液界面,纯溶剂及其与溶液饱和了的蒸气空间的界面张力是不相同的,前者用σ*,后者用σ表示;两者之差为铺展压(spreading pressure),用符号π表示,定义为

铺展压将使溶液的气液界面更为铺展,铺展压也称界面压(interfacial pressure)。

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