Поверхностная энергия

Поверхностная энергия

В массе твердого вещества или жидкости, молекулы подвержены действию сил притяжения во всех направлениях. Таким образом, каждая молекула находится в состоянии динамического равновесия с окружающими ее молекулами. Однако на поверхности вещества этот тонкий баланс нарушается, что приводит к притяжению молекулы внутрь, в направлении огромного числа молекул в массе материала. Действие сил притяжения внутрь материала создает энергию на поверхности материала, называемую поверхностной энергией. У жидкостей поверхностную энергию называют поверхностным натяжением.
Под действием поверхностного натяжения жидкость стремится принять сферическую форму. Это происходит потому, что в отличие от других форм, сфера обладает наименьшей площадью поверхности, и, следовательно, минимальной поверхностной энергией для данного объема жидкости, что позволяет свести к минимуму суммарную энергию жидкости.
В то время, как поверхностное натяжение жидкости представляет собой реальное напряжение на ее поверхности, в случае твердого тела поверхностная энергия связана с работой по растяжению его поверхности, а не с приданием этой поверхности определенной формы. Измерить поверхностную энергию твердого вещества намного сложнее, чем жидкости. Один из создателей учения о смачиваемости материалов, Зисман, предложил подход, который в настоящее время широко используется для оценки поверхностной энергии твердого вещества. Он разработал концепцию, называемую концепцией критической энергии поверхности.