7. Природа поверхностной энергии как причина поверхностных явлений. Поверхностное натяжение. Методы определения поверхностного натяжения. Зависимость величины поверхностного натяжения от различных факторов.

Поверхностная энергия связана с тем, что молекулы на границе фаз имеют меньше соседей, чем молекулы внутри объёма. Поэтому межфазная поверхность обладает избытком свободной энергии и стремится уменьшиться. Этим объясняются, например, форма капель и капиллярные явления.

Поверхностное натяжение \(\sigma\) — поверхностная энергия, приходящаяся на единицу площади поверхности; эквивалентно — сила, действующая вдоль единицы длины границы. Единицы: Дж/м² и Н/м; их размерности совпадают.

Методы измерения: капиллярного поднятия, отрыва кольца (метод дю Нуи), пластины Вильгельми, максимального давления пузырька и метод сталагмометрии (по массе или числу капель). Результат зависит от методики и условий измерения.

Поверхностное натяжение обычно уменьшается с повышением температуры и стремится к нулю в критической точке. Поверхностно-активные вещества, как правило, снижают его; влияние солей и других растворённых веществ зависит от их природы и концентрации. Также имеют значение состав фаз, давление газа и наличие примесей.