Формула поверхностной энергии
Поверхностная энергия — это энергия, которая существует между поверхностными молекулами твердых материалов или веществ, когда существует сравнимая сила притяжения. Энергии от низких до высоких или наоборот разные. Поверхностную энергию измерить невозможно. Это происходит в результате взаимодействия молекула-молекула. Растянутая мембрана относится к свободной поверхности жидкости. Поверхность, известная как поверхностная свободная энергия, содержит некоторую потенциальную энергию на поверхности жидкости. Поверхностная энергия будет подробно рассмотрена в этой статье.
Поверхностная энергия
Работа, совершаемая на внешней части материала, когда атомы не связаны с другим атомом в непосредственной близости от них, известна как поверхностная энергия. Атомы любого материала должны быть соединены с другими атомами, чтобы функционировать должным образом. Это связано с тем, что связанные атомы полностью окружают физический аспект материала, который остается постоянным. Однако когда материал достигает поверхности, атомные связи разрываются, и на внешней поверхности вещества связи отсутствуют. Поверхностная энергия является техническим термином для этого. Более высокая поверхностная энергия указывает на то, что атомы более заинтересованы в воссоединении связей.
Surface energy refers to the extra potential energy per unit area of a liquid’s free surface.
Когда пружина растягивается, над ней совершается некоторая работа, и эта работа сохраняется в виде потенциальной энергии, также известной как упругая потенциальная энергия. Если тело находится в неповрежденном состоянии, потенциальной энергии не будет. Когда мы говорим о свободных поверхностях жидкостей, мы знаем, что они представляют собой растянутые мембраны, поэтому поверхность будет накапливать некоторую потенциальную энергию из-за растянутой поверхности, которая называется поверхностной энергией или свободной поверхностной энергией, поскольку она находится только на поверхности жидкости. .
Джоули/м 2 или Ньютон/метр (Н/м) — единица СИ для поверхностной энергии.
Формула поверхностной энергии
Поверхностная энергия рассчитывается по следующей формуле:
Surface Energy = Work Done / Area
E = S × ΔA
Where,
- E = Surface Energy,
- S = Surface Tension,
- ΔA = Increase in Surface Area.
Формула измерения поверхностной энергии
Размерная формула поверхностной энергии выглядит следующим образом: [M 1 L 0 T -2 ].
Поверхностные энергии некоторых материалов следующие:
| Материал | Поверхностная энергия (Джоули/м 2 ) |
| Стакан | 83,4 |
| Вести | 442 |
| Полистирол | 40,6 |
Примеры вопросов
Вопрос 1: Что означает, например, поверхностная энергия?
Ответ :
The example of bread is a good way to understand surface energy. Bread is a material in terms of both physical and chemical properties. The material’s bulk, or interior, is densely packed with atoms that are bound together. Metal and polythenes are two other materials that have surface energy. Because metals are more difficult to break, they have a larger surface energy. Polythenes, on the other hand, have a lower surface energy.
Вопрос 2: Если поверхностное натяжение воды равно 24 × 10 -3 Н/м, а увеличение площади поверхности равно 20 м. Найдите его поверхностную энергию.
Решение:
Given:
S = 24 × 10-3 N/m, ΔA = 20 m
Since,
E = S × ΔA
∴ E = 24 × 10-3 × 20
∴ E = 0.480 Joules/m2
Вопрос 3: Найдите поверхностное натяжение, если поверхностная энергия равна 32 × 10 -3 Дж/м 2 , а увеличение площади поверхности равно 12 м.
Решение:
Given:
E = 32 × 10-3 Joules/m2, ΔA = 12 m
Since,
E = S × ΔA
∴ S = E / ΔA
∴ S = 32 × 10-3 / 12
∴ S = 2.666 × 10-3 N/m
Вопрос 4: Если поверхностное натяжение жидкости равно 40·10 -3 Н/м, а площадь поверхности увеличивается на 12 мм, определите, какова ее поверхностная энергия.
Решение:
Given:
S = 40 × 10-3 N/m, ΔA = 12 mm = 12 × 10-3 m
Since,
E = S × ΔA
∴ E = 40 × 10-3 × 12 × 10-3
∴ E = 0.480 × 10-3 Joules/m2
Вопрос 5: Предположим, что поверхностное натяжение равно 9 × 10 -3 Н/м, а увеличение площади поверхности равно 23 м. Найдите его поверхностную энергию.
Ответ :
Given:
S = 9 × 10-3 N/m, ΔA = 23 m
Since,
E = S × ΔA
∴ E = 9 × 10-3 × 23
∴ E = 0.207 Joules/m2
Вопрос 6: Найдите поверхностную энергию, если поверхностное натяжение равно 12 × 10 -3 Н/м, а увеличение площади поверхности равно 31 м.
Отвечать:
Given:
S = 12 × 10-3 N/m, ΔA = 31 m
Since,
E = S × ΔA
∴ E = 12 × 10-3 × 31
∴ E = 0.372 Joules/m2
Вопрос 7: Поверхностное натяжение воды равно 20 × 10 -3 Н/м, а поверхностная энергия равна 0,121 Дж/м 2 . Найдите увеличение площади поверхности.
Ответ :
Given:
S = 20 × 10-3 N/m, E = 0.121 Joules/m2 = 121 × 10-3 Joules/m2
Since,
E = S × ΔA
∴ ΔA = E / S
∴ ΔA = 121 × 10-3 / 20 × 10-3
∴ ΔA = 6.05 m