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接觸角與表面張力與表面自由能的關系

表面上一種液體被另一種液體取代的過程稱為潤濕，在一般的生產實踐中，潤濕是指固體表面上的氣體被液體取代，固體的表面被液體潤濕后，就象一滴水滴在固體表面，便形成了氣-液，氣-固，液-固三個界面，三個界面的叫接觸角，通常把有氣相組成的界面叫做表面，即把氣-液界面叫做液體表面，氣-固界面叫做固體表面，印刷過程中，油墨，潤濕液的傳遞過程實質就是潤濕過程。

液體表面或固體表面的分子與其內部分子的受力情形是不同的，以液體為例，處于液體內部的分子，四周被同類分子所吸引，受周圍分子的引力是對稱的，因而相互抵消，合力為零。處于液體表面的分子，由于液體分子密度遠大于氣相的分子密度，致使合力不再為零，表面分子所受到的不平穩的合力，促使液體盡量收縮其表面，由于在體積一定的幾何形體中球體的表面積最小，液體都具有自動收縮其表面成為球形的趨勢。

表面張力可以通過實驗來證實，由于表面分子處于不平衡的合力作用下，所以相對于內部分子處于較高的能量態勢，把單位表面積上的分子比相同數量的內部分子過剩的自由能叫過表面過剩自由能。所以，一種物質的比表面能與表面張力數值上完全一樣，量綱也一樣，但物理意義有所不同，所用的單位也不同。固體表面的分子和液體表面分子一樣，也受到不平衡的合力，比內部分子有過剩的自由能，稱為固體的比表面能或表面張力，只是固體不能流動，也就無法收縮其表面。