铺展

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铺展名词解释：

（spreading）以固-液界面取代固-气界面的过程，同时液体表面也进行扩展（图1）。通常定义单位

图1液体在固体上的铺展

铺展面积体系吉布斯自由能（即吉布斯函数）的下降为铺展系数，以S表示：

S=-△G/A=γ_SG-（γ_SL γ_LG）式中-△G表示体系吉布斯自由能的下降；A为展开面积；γ_SG为固-气界面自由能；γ_SL为固-液界面自由能；γ_LG为液体的表面自由能。

根据上式，在恒温恒压下，若S≥0，则液体能自动在固体表面上展开。

通过杨氏润湿方程得到铺展系数与接触角θ之间的关系：
S=γ_SG-γ_SL-γ_LG=γ_LG（cosθ-1）

当接触角θ=0°时，液体在固体表面完全展开。铺展系数除通过接触角方法
rgh²
测定外，还可用滴高法进行测定。其基本公式为S=-₂^m。式中ρ为液体密度；g为重力加速度；hm为液滴最大高度。


如果将一滴液体放到另一种与它不相混溶的液体表面上，可能发生一种液体在另一种液体表面上的展开，有以下几种情况：

①一种液体（例如油）在另一种液体（例如水）表面上不铺展，形成漂浮的油滴似“透镜”，达到平衡时可得：
γ₂=γ₁cosθ₁ γ₁₂cosθ₂
式中γ₂为液体2的表面张力；γ₁为液体1的表面张力；γ₁₂为液体1与液体2之间的界面张力；θ₁为γ₁与水平方向间的夹角；θ₂为γ₁₂与水平方向间的夹角。此式为三种界面张力之间的平衡结果（图2）。

②一种液体在另一种液体表面上展开形成双重膜，此膜有相当的厚度，有液₁-液2，液₁-空气两个界面。

③一种液体在另一种液体上展开，形成一单分子膜。一种液体能否在另一液体上展开，可用铺展系数来判断。若以S_ab表示液体a在液体b上的铺

展系数，则得：
S_ab=γ_b-γ_a-γ_ab
式中γ_b。为液体b的表面张力，γ_a为液体a的表面张力，γ_ab为液体a、b之间的界面张力。若S_ab≥0，则液体a能在液体b表面自动展开。

（羌笛）