表面張力計算機

表面張力は、液体界面に沿って働く単位長さあたりの接線方向の力です。液体内部の分子はあらゆる方向に引かれますが、表面の分子には釣り合っていない内向きの引力が作用します。そのため界面は面積を小さくしようとし、引き伸ばした膜のように振る舞います。表面力Fが有効接触長さLに沿って働くとき、表面張力はγ = F / Lです。SI単位はニュートン毎メートルで、実験値はミリニュートン毎メートルで示されることも多くあります。 有効長さは実験装置に合わせる必要があります。接触線が一本なら、実際に濡れている長さを使います。液面を二つ持つ薄膜では両界面が力に寄与するため、有効長さが実際の幅の二倍になる場合があります。ウィルヘルミー板法、デュヌイリング法、毛管上昇法、懸滴法には、それぞれ固有の幾何学的関係と補正係数があります。この簡易計算機は、力と有効接触長さの合計が既知であり、力を長さで割る直接的なモデルに適合すると仮定します。 表面張力は液体、周囲の相、温度、純度、溶解物質によって変わります。室温付近の水は比較的高い値を持ち、多くの有機液体はそれより低い値です。界面活性剤は界面に集まり、表面張力を大幅に下げることがあります。そのため容器やプローブの汚染は測定値を変化させます。一般に温度が上がると値は下がり、臨界点付近でゼロに近づきます。 授業の問題、予備実験、力・長さ・張力の分かりやすい換算に利用してください。実験方法が要求する場合は、測定力からプローブの重さ、浮力、装置の風袋分を除いてください。力はニュートン、長さはメートルで扱うか、計算前に両方を換算します。ダイン毎センチメートルとミリニュートン毎メートルは数値が等しく、古い資料との比較に便利です。校正された科学測定では、採用した装置の測定法に従い、温度管理、接触面の洗浄、反復測定を行い、ここで示す商だけに頼らず不確かさを報告してください。