表面能是恆溫、恆壓、恆組成情況下，可逆地增加物系表面積須對物質所做的非體積功。表面能的另一種定義是，表面粒子相對於內部粒子所多出的能量。
表面能是創造物質表面時對分子間化學鍵破壞的度量。
基本介紹
- 中文名：表面能
- 外文名：surface energy
- 套用學科：物理、化學
- 特點：表面粒子相對內部粒子多出的能量
- 功能：物質表面對分子間化學鍵破壞度量
- 功：y=dw/ds
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定義
表面能定義
表面能是創造物質表面時對分子間化學鍵破壞的度量。在固體物理理論中，表面原子比物質內部的原子具有更多的能量，因此，根據能量最低原理，原子會自發的趨於物質內部而不是表面。
表面能的另一種定義是，材料表面相對於材料內部所多出的能量。把一個固體材料分解成小塊需要破壞它內部的化學鍵，所以需要消耗能量。如果這個分解的過程是可逆的，那么把材料分解成小塊所需要的能量與小塊材料表面所增加的能量相等，即表面能增加。但事實上，只有在真空中剛剛形成的表面才符合上述能量守恆。因為新形成的表面是非常不穩定的，他們通過表面原子重組和相互間的反應，或者對周圍其他分子或原子產生吸附，從而使表面能量降低。
也可以這樣理解，由於表面層原子朝向外面的鍵能沒有得到補償，使得表面質點比體內質點具有額外的勢能，稱為表面能。
產生單位面積新表面所作的功：y=dw/ds
表面張力定義
產生原因
物體表面的粒子和內部粒子所處的環境不同，因而所具有的能量不同。例如，在液體內部，每個離子都均勻地被鄰近粒子包圍著，使來自不同方向的吸引力相互抵消，處於力平衡狀態。處於液體表面的粒子卻不同，液體的外部是氣體，氣體的密度小於液體，故表面離子受到來自氣體分子的吸引力較小，而受到液體內部粒子吸引力較大，使它在向內向外兩個方向受到的力不平衡。這樣是表面分子受到一個指向液體內部的拉力，因此，液體表面有自動收縮到最小的趨勢。
如果要把液體內部的粒子遷移到表面上來，則需要克服向內的拉力而做功。當這些被遷移的粒子形成新的表面時，所消耗的這部分功就轉變成表面內粒子的勢能，使體系的總能量增加。表面粒子比內部粒子多出的這部分能量稱為表面能。
實踐證明，不僅在液體和氣體的表面上存在著表面能，而且在任何兩相界面上均存在著界面能。在膠體分散體系中，分散質顆粒具有很大的總表面積，故相應地具有很大的表面能。
性質
能量守恆
砸碎石頭，就增大了石頭的表面能，但是同時也做了功，能量守恆。
特殊的性質
由於表面層中的電子所處的表面勢場與三維晶體內部不同，電子態就表現出特殊的性質。
