表面・界面張力の定義 過剰ギブズ自由エネルギー 99回薬剤師国家試験問94の1
99回薬剤師国家試験 問94の1
表面・界面張力に関する記述のうち正誤を判定してみよう。
1 表面・界面張力は表面・界面過剰ギブズ自由エネルギーとして表すことができ、その単位はJ/m2で表される。
99回薬剤師国家試験 問94の1 解答解説
1 〇 表面・界面張力は表面・界面過剰ギブズ自由エネルギーとして表すことができ、その単位はJ/m2で表される。
界面の分子は相内部の分子からの引力と外の分子からの引力に差があるため、不安定である。
そのため、界面の表面積ができるだけ小さい方が安定である。
よって、界面では、表面分子を内部へと引き込み、表面積をできるだけ小さくしようとする力が働く。
これを界面張力（表面張力）と呼ぶ。
界面張力は単位長さあたりの力として表され、その単位はN/mである。
また、界面張力は、界面張力に逆らって新たに単位面積の界面をつくるのに要する仕事量としても表される。
この場合、界面張力（γ）は単位面積当たりの表面・界面過剰ギブズ自由エネルギーとして定義され、
次式で表される。この場合、単位はJ/m2で表される。
なお、界面張力の単位はN/m または J/m−2であるが、
下記のとおりN/m = J/m−2 が成り立つ。
N・m−1
= (kg・m・s−2) m−1
= (kg・m2・s−2) m−2
= J・m−2