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表面張力の勉強をしています!
表面張力と粘性は全く関係ないのでしょうか?
例えば高分子上に表面張力の分かっている液滴を垂らして接触角を測り、高分子の表面張力を測る液滴法(静滴法のとき)の時に、その液体の粘性が全く関係しないとは思えないのですが。水や、エチレングリコールなどと測りたい高分子との間に粘性は働かないのですか?
ちなみに、粘性の勉強はしていないので、素人的な質問だったらすません!!!

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A 回答 (2件)

すいません。

気づくの遅れました。

>静的接触角で測るときは良い気もしますが,動的接触角(液滴を垂らして,固体に角度をつけて動いてる液滴の前進接触角や後退接触角を測るもの)の時は,関係しそうな気がするのですが…。どうなんでしょうか?

動的、つまり動いてるのですから、粘性の影響は出てくるでしょう。ただ、それは、表面張力と粘性の双方が、前進接触角や後退接触角に影響を与えているということで、表面張力と粘性が関係するということにはならないと思います。

この回答への補足

そうですね!ありがとうございました!

補足日時:2003/08/24 01:51
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一般に表面張力と粘性の間には関係はありません。

具体的な値を調べてみると分かるのですが、例えば、水とグリセリンのように表面張力が同程度でも粘性係数が極端に違う場合があります。

そもそも粘性力とは速度勾配のあるところに発生し運動を制止する方向に作用します。そのため静滴法で静止した液滴を計測する時点ではすでに粘性力は働いていません(液滴が動いている状態であれば速度勾配が出来るので粘性力は働きますが)。

私の中では、表面張力は静的なもので、粘性は動的なものというイメージがあります。

この回答への補足

返事が大変遅れてしまいすいません!
静的接触角で測るときは良い気もしますが,動的接触角(液滴を垂らして,固体に角度をつけて動いてる液滴の前進接触角や後退接触角を測るもの)の時は,関係しそうな気がするのですが…。どうなんでしょうか?

補足日時:2003/08/05 02:32
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対象物の形状・材質や油の種類がどのようなものか分からないので
ジャストアイデアで記載してみます。
ただし、工業製品向けであり食品等にはそのままでは使えません:)

化学的:
・分子量の大きな油脂(染み込ませたい油)を溶剤で希釈して浸透を促進する。
 浸透後溶剤を蒸発分離する。(溶剤は回収再利用。真空加熱分離等)
 石油系、アルコール系のほか塩素化炭化水素系(代替フロン等)などいろいろあります
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 もっとも一口に界面活性剤といっても多種多様ありますが…
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物理的:
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 浸透時に直接利用するほか、油脂の前処理として利用する方法も考えられます。
・加温加圧噴霧 (おそらく検討済みでしょうが…)

見当違いでしたらすいません :)

毛細管という所から布状・スポンジ状のものだとは思いますが、
対象物の形状・材質や油の種類がどのようなものか分からないので
ジャストアイデアで記載してみます。
ただし、工業製品向けであり食品等にはそのままでは使えません:)

化学的:
・分子量の大きな油脂(染み込ませたい油)を溶剤で希釈して浸透を促進する。
 浸透後溶剤を蒸発分離する。(溶剤は回収再利用。真空加熱分離等)
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>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
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 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

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こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む

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水の近傍では空気は対流がなく、水蒸気は拡散だけで移動します。温度は一様とします。この薄い層での水蒸気分圧eは表面からの距離だけに依存し、水蒸気密度ρの分布も同様となります。
ここで水の表面に垂直にx軸をとりますと、x軸に垂直な平面dFをdt時間に通過する水蒸気の質量dmはFickの拡散法則により、
dm=D(dρ/dx)dFdt...(1)
となります。こうした条件でならFickの式が蒸発速度を決めるのです。水の体積や残りの量には依存しません。ここでDは拡散係数で温度と空気の圧力に依存します。空気中の水蒸気分圧eは、
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となります。但し水の分子量を18でいれているので、ρはg/ccの単位です。
(2)から
dρ/dx=(18/RT)(de/dx)...(3)
ですから(1)は
dm=D(18/RT)(de/dx)dFdt...(4)
となります。
蒸発が定常的としたので、このdmがまさに水の表面dFの部分からdtの間に蒸発する水の質量に等しくなります。蒸発速度をVとすれば、V=dm/(dFdt)ですから、
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水の近傍では空気は対流がなく、水蒸気は拡散だけで移動します。温度は一様とします。この薄い層での水蒸気分圧eは表面からの距離だけに依存し、水蒸気密度ρの分布も同様となります。
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粘度の意味を、
「速度勾配に対してどれだけのせん断応力を生じるかを表す指標」
と言い表すことができます。これに対して動粘度は、
「流体の動きにくさを表す指標」
というふうに言い表してもいいと思います。

このことを、次のようにイメージで捉えることができます(あまり厳密ではありませんが)。

まず、風船とパチンコ玉を用意して、両方の表面にグリセリンをべたべたに塗りたくってみます。このとき、これらの「粒子」の粘度は、表面のグリセリンのネバネバによって決定されると考えて良いので、「粘度」は同じです。
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これを整理すると、
「粘度が大きくても、重ければ動く」
「粘度が小さくても、軽ければ動かない」
となります。そのため、粘度を密度で除した値が、「流体の運動しにくさ」を表す指標として便利なわけで、これが動粘度です。レイノルズ数の粘性項=動粘度、という事実と、上記の比喩を併せてイメージすれば、分かりやすいのではないでしょうか。

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QNをPaに単位換算できるのか?

大変困ってます。
皆さんのお力をお貸しください。

加重単位Nを圧力単位Paに変換できるのでしょうか?
もし出来るとしたらやり方を教えてください。
具体的には30Nは何Paかということです。
変換の過程も教えていただければ幸いです。

是非、ご回答、よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

 No.1さんがおおまかに答えておられますが、補足します。
 N(ニュートン)は力の単位です。対して、Pa(パスカル)は圧力の単位です。これらは次元が違うので、単独では変換はできません。
「30 Nは何Paか」
というのはナンセンスです。
 NとPaの関係は、
Pa = N/m^2
です。質問が、
「30 NをPaを使って表せ」
というのならば、
30 N = 30 Pa・m^2
となります。m^2(平方メートル)という単位が必要になります。物理量の間の関係、
圧力 = 力/面積
および、単位の間の関係
Pa = N/m^2
を整理して覚えてください。

Q表面張力について

自由研究で表面張力をやっているのですが、表面張力が起こる液体と起こらない液体の違いは、界面活性剤が、入っているか入っていないかの違いだけですか?温度などは、関係ないのでしょうか?他のサイトを少し見たのですが、中1の私には難しくて分かりませんでした。簡単に教えていただけないでしょうか。

Aベストアンサー

表面張力は水滴が丸く玉のような状態になることですね。

温度との関係は実際に実験してみましょう。
氷水(0℃)、室温(25℃くらい)、オフロの水(45℃くらい)、熱いお湯(80℃くらい)

スポイトなどで1滴、ガラスみたいなつるつるした面にたらせば確認できますね。
温度計があると便利です。
実験結果を考察しましょう。

界面活性剤の入った洗剤を薄めてスポイトに取り、
水滴に加えて観察しましょう。

周りにある液体で「水滴」のようになるか確認してみましょう。
酢、牛乳、ジュース、しょうゆ、塩水、砂糖水・・・・

いろいろ実験すれば、良い自由研究が完成すると思います。


※あまり詳しく回答すると削除されますのでアドバイス程度しかできません。


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