接觸角與表面張力與表面自由能的關(guān)系

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(shí)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(gè)界面，三個(gè)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(shí)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(duì)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(yuǎn)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(dòng)收縮其表面成為球形的趨勢(shì)。

表面張力可以通過實(shí)驗(yàn)來證實(shí)，由于表面分子處于不平衡的合力作用下，所以相對(duì)于內(nèi)部分子處于較高的能量態(tài)勢(shì)，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(dòng)，也就無法收縮其表面。