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分子模擬/介面性質

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表面張力

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液體的表面張力 (γ) 定義為,,其中 G 是吉布斯自由能,A 是液體的表面積。在平衡狀態下,液體的表面張力為正值,表明如果增加表面積,系統的吉布斯自由能將增加。表面張力的 SI 單位是 N/m,但有時也會以 dyn/cm 為單位報告。

從物理上講,這反映了液體-蒸氣介面上的分子比本體液體中的分子具有更少的鄰居。這通常意味著分子參與的分子間相互作用更弱。增加表面積會導致更多分子處於介面上,因此這是熱力學上不利的。表面張力是這種不利程度的指標。這種效應在像水這樣的締合液體中尤其明顯,在水-蒸氣介面處,水變得更有序,氫鍵更少。

在分子模擬中,可以透過測量 NVT 模擬中壓力張量平均值的差異來計算液體的表面張力,其中模擬包含沿 z 軸被蒸氣層包圍的液體板,

表面活性劑

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維基百科:表面張力

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