表面能的物理意义

表面能的物理意义

问题一：表面能的简介 物质的表面具有表面张力σ，在恒温恒压下可逆地增大表面积dA，则需功σdA，因为所需的功等于物系自由能的增加，且这一增加是由于物系的表面积增大所致，故称为表面自由能或表面能。也可以这样理解，由于表面层原子朝向外面的键能没有得到补偿，使得表面质点比体内质点具有额外的势能,称为表面能。 由于物体表面积改变而引起的内能改变，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。表面能是创造物质表面时对分子间化学键破坏的度量。在固体物理理论中，表面原子比物质内部的原子具有更多的能量，因此，根据能量最低原理，原子会自发的趋于物质内部而不是表面。表面能的另一种定义是，材料表面相对于材料内部所多出的能量。把一个固体材料分解成小块需要破坏它内部的化学键，所以需要消耗能量。如果这个分解的过程是可逆的，那么把材料分解成小块所需要的能量与小块材料表面所增加的能量相等，即表面能增加。但事实上，只有在真空中刚刚形成的表面才符合上述能量守恒。因为新形成的表面是非常不稳定的，他们通过表面原子重组和相互间的反应，或者对周围其他分子或原子产生吸附，从而使表面能量降低。例子：比如东西放时间长了会发现有灰尘附着，就是因为灰尘附着降低了物体的表面积，从而降低了物体的表面能，物质能量都有自动趋向降低，保持稳定的特点。问题二：什么是低能表面固体的临界润湿表面张力的物理意义 比临界润湿表面张力数值低的液体理论上都可以润湿该固体。问题三：请推断润湿性的物理意义 润湿是指液体与固体接触，
使固体表面能下降的现象，
常见的润湿现象是固体表面上的
气体被液体取代的过程。例如在水干净的玻璃板上铺展，形成了新的固
/
液界面，取代原有
的固
/
气界面，这个过程的完成与固体和液体的表面性质以及固液分子的相互作用密切相关
[1]
。
润湿作用实际上涉及气、液、固三相界面，在三相交界处自固
-
液界面经过液体内部到
气
-
液界面的夹角叫接触角，以
θ
表示，通常通过
Young
方程计算得到，该方程是研究液
-
固润湿作用的基础。一般来讲，接触角
θ
的大小是判定润湿性好坏的判据。若
θ
=0
，液体
完全润湿固体表面，液体在固体表面铺展
;0 问题四：表面能？ 表面能，是由于物体表面积改变而引起的内能改变，单位面积的表面能数值和表面张力相同，但物理意义不同。所谓多相系统，也就是此物质中存在多相共存现象。问题五：表面工程的意义 1. 表面工程技术是保证产品质量的基础工艺艺术，满足不同工况服役与装饰外观的要求，显著提高产品的使用寿命、可靠性与市场竞争能力。2. 表面工程技术是节能、节材和挽回经济损失的有效手段。采用有效的表面防护手段，至少可减少腐蚀损失15~35%，减少磨损损失33%左右。3. 表面工程技术在制备新型材料方面具有特殊的优势4. 表面工程技术是微电子技术发展的基础技术。以化学气相沉积、物理气相沉积、光刻技术和离子注入为代表的表面薄膜沉积技术和表面微细加工技术是制作大规模集成电路、光导纤维和集成光路、太阳能薄膜电池等元器件的基础。