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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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
・浸透促進剤として界面活性剤を添加する。
 ただし溶剤と違って簡単な除去が難しいので残存する界面活性剤による特性変化に注意。
 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:
・振動の一種ですが、超音波(数十KHz~1000kHz)を利用する。
 対象物と油特性により適した周波数・出力は異なるでしょうから要研究です。
 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。
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Q表面張力 ベンゼンとエタノールについて

ベンゼンとエタノールの表面張力を調べてみると、
ベンゼンの表面張力が28.8(dyn/cm)で、エタノールの表面張力が22.3(dyn/cm)となっていました。
ここで疑問がわきました。
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(なお、水とエタノールを比べたときにエタノールには表面活性物質で表面張力を下げる作用があるので、水の表面張力よりもエタノールの表面張力の方が低いのは分かります。)
青本という薬剤師国家試験の参考書を見ると、「表面張力は一般に極性が高く、分子間力が強い液体ほど大きい。」とありました。この青本の理屈が正しいのなら、ベンゼンは疎水性で極性が低いので、極性が高いエタノールよりも表面張力が低いような気がするのですが、どうでしょうか?
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でひ、よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

私もわからないので参考程度でお願いします。

確かにエタノールの方が分子間力は強いと考えられます。事実、二つの粘度を比べますとエタノールが1.2cP、ベンゼンが0.65cPとなっておりました(20℃)。しかし表面張力が粘性測定と違うのは、すべての分子の周りに必ずしも同分子がいないということです(表面)。
まずエタノールの低い表面張力は表面活性物質ということで説明がつきます。
それに対してベンゼンの高い表面張力は共役二重結合が大きな影響を与えていると考えられます。なぜなら同じ炭素数を持ち、環状のシクロヘキサンの表面張力は24.99でした(20℃)。
そしてベンゼンのような物質の分子間力は主にファンデルワールス力であり、さらにその中でもロンドン力の影響が大きいです。よってπ電子の柔軟性が大きなロンドン力を生み出しているのではないかと私は考えました。

しかし実際に実験などをしてπ電子の柔軟性や各物質の表面張力を確認したわけではないため、いままでの話は想像です(粘度は実験で確めたのでだいたいこのぐらいです)。

何かわからないことがありましたらまた質問してください。


参考資料(wiki)(篠田耕三著:溶液と溶解度)

私もわからないので参考程度でお願いします。

確かにエタノールの方が分子間力は強いと考えられます。事実、二つの粘度を比べますとエタノールが1.2cP、ベンゼンが0.65cPとなっておりました(20℃)。しかし表面張力が粘性測定と違うのは、すべての分子の周りに必ずしも同分子がいないということです(表面)。
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Aベストアンサー

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温度との関係は実際に実験してみましょう。
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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。

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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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よろしくお願いします。

Aベストアンサー

ある物体に剪断変形を与えるとき,その剪断応力Fと剪断速度gとの間の比例係数η.F=ηg
剪断応力は単位面積当たりになるので,SI なら N/m2 (= Pa) の単位を持つことになる.一方,剪断速度は変形の時間微分であり,変形=歪み量は無次元量であるから,剪断速度の次元は時間の逆数,たとえば s^(-1) になる.ゆえに,粘度の単位は,SI なら Pa・s.

Qエクセル STDEVとSTDEVPの違い

エクセルの統計関数で標準偏差を求める時、STDEVとSTDEVPがあります。両者の違いが良くわかりません。
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(例)
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Aベストアンサー

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はじめまして。
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どうか、よろしくお願いします。。

Aベストアンサー

表面自由エネルギーをどのように求めるのかによりますが、基本的な原理はやはり、毛細管現象です。元来、表面張力は毛細管現象から測定されたのです。表面張力の測定には、接触角をいかに精密に測定するかがポイントになります。他の測定法として、WilhelmyのPlane法なども有名ですね。


http://takahara.ifoc.kyushu-u.ac.jp/kougi/tyou/tyou2-1.pdf

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皆さんのお力をお貸しください。

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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。

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