接触角与表面张力与表面自由能的关系

表面上一种液体被另一种液体取代的过程称为润湿，在一般的生产实践中，润湿是指固体表面上的气体被液体取代，固体的表面被液体润湿后，就象一滴水滴在固体表面，便形成了气-液，气-固，液-固三个界面，三个界面的叫接触角，通常把有气相组成的界面叫做表面，即把气-液界面叫做液体表面，气-固界面叫做固体表面，印刷过程中，油墨，润湿液的传递过程实质就是润湿过程。

液体表面或固体表面的分子与其内部分子的受力情形是不同的，以液体为例，处于液体内部的分子，四周被同类分子所吸引，受周围分子的引力是对称的，因而相互抵消，合力为零。处于液体表面的分子，由于液体分子密度远大于气相的分子密度，致使合力不再为零，表面分子所受到的不平稳的合力，促使液体尽量收缩其表面，由于在体积一定的几何形体中球体的表面积最小，液体都具有自动收缩其表面成为球形的趋势。

表面张力可以通过实验来证实，由于表面分子处于不平衡的合力作用下，所以相对于内部分子处于较高的能量态势，把单位表面积上的分子比相同数量的内部分子过剩的自由能叫过表面过剩自由能。所以，一种物质的比表面能与表面张力数值上完全一样，量纲也一样，但物理意义有所不同，所用的单位也不同。固体表面的分子和液体表面分子一样，也受到不平衡的合力，比内部分子有过剩的自由能，称为固体的比表面能或表面张力，只是固体不能流动，也就无法收缩其表面。