Поверхнева енергія

Поверхне́ва ене́ргія — енергія, яка потрібна на виконання роботи зі збільшення площі поверхні на одиницю.

Поверхнева енергія
Розмірність	${\mathsf {L}}^{2}{\mathsf {M}}{\mathsf {T}}^{-2}$

Вимірюється в Дж/м² або в ерг/см².

Фізична природа

За фізичною сутністю поверхнева енергія — це надлишкова енергія поверхневого шару на межі двох фаз, зумовлена різницею міжмолекулярних взаємодій в цих фазах.

Поверхневі атоми твердого тіла або рідини взаємодіють з меншою кількістю сусідів, ніж аналогічні атоми всередині. Наприклад, у кристалі поверхневі атоми утворюють меншу кількість хімічних зв'язків. Тому ці атоми мають вищу енергію, ніж середня енергія атомів в об'ємі. При збільшенні кількості поверхневих атомів енергія тіла зростає. Якщо атоми мають достатню рухливість, як, наприклад, у рідині, то вони переміщатимуться таким чином, щоб потрапити в об'єм. При цьому форма, яку займає рідина змінюватиметься, мінімізуючи площу поверхні. В невагомості рідина прагне сформуватися в кулю. В умовах гравітації оптимальна форма краплі рідини може бути несферичною.

На границі між рідиною й твердим тілом енергія поверхневих атомів рідини може зростати, якщо вони сильніше притягатимуться до атомів твердого тіла, ніж до інших атомів рідини. В такому випадку говорять, що тверде тіло змочується рідиною. У випадку змочування рідина намагатиметься максимізувати поверхню контакту з твердим тілом — крапля розпливатиметься.

Див. також

• Ефективна поверхнева енергія
• Поверхневий натяг
• Коефіцієнт поверхневого натягу
• Коронування поверхні

Література

Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — ISBN 57740-0828-2.