表面張力

表面張力とは、液体の表面が収縮し表面積を最小化する傾向のことです。

液体の内部では、分子が他の分子に囲まれています。あらゆる方向に引き力を感じます。

しかし表面では、分子の隣接する分子は少ないです。その結果、彼らは液体の内部に引き寄せられる不均衡な引力を受けます。

これらの不均衡な力のため、表面分子はバルク内の分子よりも安定化が劣ります。そのため、表面エネルギーと呼ばれる高いエネルギーを持っています。

このエネルギーを減らすために、液体は表面積を最小化し、球状の水滴を形成する傾向があります。

しかし、曲面は内部の液体に圧力をかけます。この圧力により液滴表面の蒸気圧が上昇し、より多くの分子が蒸気相に逃げ出ることが可能になります。

この効果はケルビン方程式で説明され、液滴pの蒸気圧と液体の塊_p0の蒸気圧を関連付けます。半径rが小さくなるとp/p₀が増加し、小さな水滴が蒸発しやすくなります。