水の表面張力は接触している気体の組成によって変化しないのか？

質問

水の表面張力を語る時にいつも接触している気体の組成は述べられていませんが気体の性質は表面張力に関係しないのでしょうか？
あるいは空気と仮定しているのでしょうか？
もし二酸化炭素だったらどうなるのでしょうか？
考えを聞かせてください。

回答No.3

koguu · ベストアンサー

水の表面張力（正確には表面自由エネルギー）は接する気体との界面自由エネルギーとして考えるのが正確です。この表面自由エネルギーは水分子がもつ分子間力の約７５％程度と見積もることができる数値で、水だけでなくいろいろな液体で成立する関係です。もちろん気体にも分子間力はありますが、液体と比べて１/１０００以下とても小さく、無視できる程度なのです。よって液体の表面自由エネルギーのみを扱っても問題ないです。余談ですが、液体どおしの界面自由エネルギーを考える時には当然相手方の液体の表面自由エネルギーも計算に入れます。

回答No.2

u6hy

同じようなことですが。
表面張力とは、液体の表面積を単位面積増加させるのに必要な仕事量です。
言い方を変えれば、表面積をσ、仕事をｗとすれば、表面積がΔσ増やすのに必要な仕事Δｗは
Δｗ＝γΔσ
となり、この比例定数γが表面張力です。

ここで、「表面」と言いましたが、これは恐らく「空気との界面」という意味だと思います。よって、表面張力は界面をなす2物質の組み合わせによって決まるものです。
例えば固体ー液体の界面についての表面張力も考えられ、これは当然固体と液体の組み合わせによって変わりますね。

ただ、気体ー液体の界面に関しては気体が何であろうと表面張力はあまり変わりそうにないので、とりあえず空気との界面を考えているのではないかと思います。

2段落目以降はある程度私の想像も入っていますがあしからず。

回答No.1

BookerL

表面張力は、液体表面の分子同士の引き合う力によって生じますから、接している気体とは無関係のはずです。ただ、水分子が気体分子と特に強い力で引き合うことがあれば、その影響もないとは断言できませんが。

　また、水によく溶ける気体であると、溶けこんだ気体の分子が水分子の間に割り込んでくるので、表面張力は変わってくると思います。