表面張力について / 汚泥乾燥, スラリー乾燥, 廃棄物乾燥
KENKI DRYER は乾燥機ですが、濡れた物を乾燥させます。その濡れとは、固体の表面に液体が接触している現象のことですが、濡れの度合いは固体と液体の表面張力が分かればその接触角により測定できます。
では表面張力とは何でしょうか。
表面張力とは、表面をできるだけ小さくしようとする性質のエネルギーのことです。
表面は界面とも言われますが、気体と液体、液体と液体、液体と固体、固体と固体、固体と気体のように、二つの相が互いに接触している境界面が界面で、相の一方が気体の場合は、特に表面と言います。表面張力とは固体や液体が気体と接している境界面の単位面積当たりの表面自由エネルギーで、表面張力は界面張力の一種とも言えます。
液体の分子は比較的自由に動ける状態にあり、その表面積をできるだけ小さくしようとする傾向を持つため外からの力、外力がない場合は、球状になります。
液体内の分子と分子の間には、分子間力と呼ばれる互いに引っ張る力が働いており、分子同士は互いに引き合っています。一方、液体表面(液体と大気との界面）の分子には、大気中の分子との間にも分子間力が働いていますが、その分子の密度は液体内のほうが圧倒的に高いため、常に分子間力が大きい液体内へ引き込まれます。これが表面張力で、液体を観察してみると表面を縮めるような内部へ引っ張る力が働いているように見えます。
この表面張力を測定する方法はいくつかあり、表面張力が大きいほど濡れにくいと言えます。
又、表面張力は、温度が上がれば低くなります。これは温度が上がることで、分子の運動が活発となり、分子同士が互いに反発するようになるためです。温度が高いほど濡れやすくなります。
他に、洗剤等で使用される界面活性剤を使用すると表面を活性化させ、極端に表面、界面張力を減らすことができます。この界面活性剤は水と油のような本来混じり合わない物を混ぜ合わせる事ができるようになり、例えば洗濯物の油汚れを落としに利用されます。
液体の種類により表面張力は異なり、20℃での表面張力は水銀476.00mN/nに対し水は72.75mN/nです。水銀は水と比較すると球状になりやすく濡れにくいと言えます。
液体、固体及び固体、液体の境界面の界面張力がわかれば濡れの度合いの接触角が計算できます。
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