सतही ऊर्जा: Difference between revisions

Latest revision as of 09:14, 22 August 2023

किसी पदार्थ की सतह ऊर्जा निर्धारित करने के लिए संपर्क कोण माप का उपयोग किया जा सकता है।

सतह विज्ञान में सतह मुक्त ऊर्जा (अंतरापृष्ठीय ऊर्जा या सतह ऊर्जा) अंतर-आणविक बंधनों के विघटन की मात्रा निर्धारित करती है जो सामान्यतः सतह बनने पर उत्पन्न होती है। ठोस भौतिकी अवस्था में सतहों पर परमाणुओं के आयतन में परमाणुओं की तुलना में अधिक ऊर्जा होती है। सतहों के निर्माण के लिए एक प्रेरक ऊर्जा होती है जो पदार्थ के बड़े भाग को विभक्त करती है। इसलिए सतह ऊर्जा को किसी पदार्थ की सतह पर परमाणुओं के आयतन की तुलना में अतिरिक्त ऊर्जा के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। प्रायः यह किसी विशेष सतह के क्षेत्र के निर्माण के लिए आवश्यक कार्य है। सतह की ऊर्जा को देखने का दूसरा प्रकार यह है कि इसे दो सतहों का निर्माण करते हुए एक बड़े प्रारूप को विभाजित करने के लिए आवश्यक कार्य से जोड़ा जाता है जो दो निर्मित सतहों के बीच अपूर्ण, अवास्तविक बंधन के परिणामस्वरूप "अतिरिक्त ऊर्जा" होती है।

किसी ठोस पिंड को टुकड़ों में विभाजित करने से उसके संयोजक बन्ध टूट जाते हैं और सतह का क्षेत्रफल बढ़ जाता है। इसलिए सतह की ऊर्जा बढ़ जाती है। यदि विभाजन विपरीत तरीके से किया जाता है, तो ऊर्जा के संरक्षण का अर्थ है कि विभाजन की प्रक्रिया में व्यय होने वाली ऊर्जा बनाई गई दो नई सतहों में निहित ऊर्जा के बराबर होती है। इसलिए किसी पदार्थ की इकाई सतह ऊर्जा उसकी सामंजस्य की ऊर्जा की आधी होती है। यह केवल निर्वात में बनाई गई सतह के लिए ही सत्य है। सतहें प्रायः ऊपर बताए गए सरल "क्लीवेड बॉन्ड" मॉडल से दूर अपना रूप परिवर्तित करती हैं। क्योकि वहाँ अत्यधिक गतिशील क्षेत्र पाए जाते हैं, जो आसानी से पुनर्व्यवस्थित या रासायनिक प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे ऊर्जा प्रायः निष्क्रियता (रसायन विज्ञान) या अधिशोषण जैसी प्रक्रियाओं से अपेक्षाकृत कम हो जाती है।

मूल्याकंन

माप

संपर्क कोण

सतह ऊर्जा को मापने का सबसे सामान्य तरीका संपर्क कोण प्रयोगों के माध्यम से है।^[1] इस विधि में सतह के संपर्क कोण को कई तरल पदार्थों, सामान्यतः पानी और डियोडोमेथेन के साथ मापा जाता है। संपर्क कोण परिणामों के आधार और तरल पदार्थों की सतह के तनाव को जानने के बाद सतह ऊर्जा की गणना की जा सकती है। जिसके परिणामस्वरूप यह विश्लेषण संपर्क कोण मीटर द्वारा स्वचालित रूप से किया जाता है।^[2]

संपर्क कोण रीडिंग के आधार पर सतह ऊर्जा की गणना के लिए कई अलग-अलग मॉडल हैं।^[3] सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली विधि ओडब्ल्यूआरके है जिसमें दो तरल पदार्थों के परीक्षण के उपयोग की आवश्यकता होती है। जिसके परिणामस्वरूप कुल सतह ऊर्जा निकलती है और साथ ही इसे ध्रुवीय और परिक्षेपी घटकों में विभाजित किया जाता है।

संपर्क कोण विधि अपनी समतल सतहों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए प्रयोज्यता और त्वरितता के कारण मानक सतह ऊर्जा माप की एक विधि है। जिसमे माप को पूरी तरह से स्वचालित या मानकीकृत किया जा सकता है।^[4] सामान्यतः जैसे-जैसे सतह की ऊर्जा बढ़ती है, संपर्क कोण अपेक्षाकृत कम हो जाता है क्योंकि अधिक तरल पदार्थ सतह द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है। इसके विपरीत जैसे-जैसे सतह की ऊर्जा घटती है, संपर्क कोण बढ़ता है क्योंकि सतह तरल के साथ संपर्क नहीं करना चाहती है।

अन्य विधियाँ

किसी तरल पदार्थ की सतह ऊर्जा को तरल झिल्ली से उत्पन्न तनाव के माध्यम से मापा जा सकता है, जिससे सतह क्षेत्र और उसकी सतह ऊर्जा बढ़ जाती है। उस स्थिति में तरल के द्रव्यमान के सतह क्षेत्र को $δA$ की मात्रा तक बढ़ाने के लिए कार्य की मात्रा $γ δA$ की आवश्यकता होती है। जहां $γ$ तरल की सतह ऊर्जा का घनत्व है। हालाँकि इस प्रकार की विधि का उपयोग किसी ठोस की सतह ऊर्जा को मापने के लिए नहीं किया जा सकता है क्योंकि ठोस झिल्ली के तनाव से सतह ऊर्जा में वृद्धि के अतिरिक्त आयतन में प्रत्यास्थ ऊर्जा उत्पन्न होती है।

किसी ठोस की सतह ऊर्जा सामान्यतः उच्च तापमान पर मापी जाती है। ऐसे तापमान पर ठोस के अणु होते है और सतह क्षेत्र परिवर्तित होता रहता है लेकिन आयतन लगभग स्थिर रहता है। यदि उच्च तापमान और स्थिर अक्षीय तनाव P पर त्रिज्या r और लंबाई l की एक बेलनाकार छड़ की सतह का ऊर्जा घनत्व $γ$ है, तो संतुलन पर कुल हेल्महोल्ट्ज़ मुक्त ऊर्जा की विविधताओं की गणना ई जा सकती है। सामान्यतः जिसके लिए हमारे पास है:

\delta F=-P~\delta l+\gamma ~\delta A=0\quad \implies \quad \gamma =P{\frac {\delta l}{\delta A}}

जहाँ $F$ हेल्महोल्त्ज़ मुक्त ऊर्जा है और $A$ छड़ का सतह क्षेत्र है:

A=2\pi r^{2}+2\pi rl\quad \implies \quad \delta A=4\pi r\delta r+2\pi l\delta r+2\pi r\delta l

छड़ का आयतन ( $V$ ) स्थिर रहता है इसलिए आयतन का परिवर्तन ( $δV$ ) शून्य होता है, अर्थात,

V=\pi r^{2}l{\text{ is constant}}\quad \implies \quad \delta V=2\pi rl\delta r+\pi r^{2}\delta l=0\quad \implies \quad \delta r=-{\frac {r}{2l}}\delta l~.

इसलिए, सतह ऊर्जा घनत्व को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:

\gamma ={\frac {Pl}{\pi r(l-2r)}}~.

ठोस की सतह ऊर्जा घनत्व की गणना संतुलन पर $P$ , $r$ , और $l$ को मापकर की जा सकती है।

यह विधि केवल तभी मान्य होती है जब ठोस की ऊर्जा समदैशिक है, जिसका अर्थ है कि सतह की ऊर्जा सभी क्रिस्टलोग्राफी अभिविन्यासों के लिए समान है। हालाँकि यह केवल अनाकार ठोस (कांच) और तरल पदार्थों के लिए ही सच है। समदैशिक कई अन्य पदार्थों के लिए एक अच्छा अनुमान है। विशेष रूप से यदि प्रारूप बहु-दानेदार (अधिकांश धातु) या पाउडर सिंटरिंग (अधिकांश सिरेमिक) द्वारा बनाया गया है तो यह एक अच्छा अनुमान है।

एकल-क्रिस्टल पदार्थ, जैसे कि प्राकृतिक रत्न (घातु) की स्थिति मे सतह ऊर्जा विषमदैशिकता से फेसिंग होती है। क्रिस्टल का आकार (संतुलन वृद्धि की स्थिति मानते हुए) वुल्फ निर्माण द्वारा सतह ऊर्जा से संबंधित है। इस प्रकार दृष्टिकोण की सतह ऊर्जा को दृष्टिकोण के सापेक्ष आकार को मापकर प्रवर्धन स्थिरांक के भीतर प्राप्त किया जा सकता है।

गणना

विकृत ठोस

ठोस पदार्थों के विरूपण में सतह ऊर्जा को "सतह क्षेत्र की एक इकाई बनाने के लिए आवश्यक ऊर्जा" के रूप में माना जा सकता है। यह विरूपण से पहले और बाद में प्रणाली की कुल ऊर्जा के बीच अंतर का एक कार्य है:

\gamma ={\frac {1}{A}}\left(E_{1}-E_{0}\right)

.

पहले सिद्धांतों से सतह ऊर्जा की गणना (उदाहरण के लिए, घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत) माप के लिए एक वैकल्पिक दृष्टिकोण है। सतह ऊर्जा का अनुमान निम्नलिखित चर डी-बैंड की चौड़ाई, संयोजित डी-इलेक्ट्रॉनों की संख्या और सतह पर ठोस के परमाणुओं की समन्वय संख्या से लगाया जाता है।^[5]^{[page needed]}

क्रिस्टलीय ठोस की सतह निर्माण ऊर्जा

घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत में सतह ऊर्जा की गणना निम्नलिखित अभिव्यक्ति से की जा सकती है:

\gamma ={\frac {E_{\text{slab}}-NE_{\text{bulk}}}{2A}}

जहाँ

$E slab$ घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत का उपयोग करके प्राप्त सतह क्रिस्टल की कुल ऊर्जा है।
$N$ सतह क्रिस्टली में परमाणुओं की संख्या है।
$E bulk$ प्रति परमाणु ऊर्जा है।
$A$ सतह क्षेत्र है.

एक क्रिस्टल के लिए हमारे पास दो सतहें हैं और वे एक ही प्रकार की हैं, जो प्रत्येक में संख्या 2 द्वारा विभाजित होती हैं। इसका प्रयोग करने के लिए सावधानीपूर्वक स्लैब बनाने की आवश्यकता होती है जिससे ऊपरी और निचली सतह एक ही प्रकार की हों। आसंजक पदार्थ वाले संपर्कों की क्षमता आसंजन के कार्य से निर्धारित होती है जिसे दो संपर्क निकायों की सापेक्ष सतह ऊर्जा भी कहा जाता है।^[6]^{[page needed]} सापेक्ष सतह ऊर्जा को एक पदार्थ से बने अच्छी तरह से परिभाषित आकार के निकायों को दूसरी पदार्थ से बना द्रव्य से अलग करके निर्धारित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए अंतरापृष्ठ "ऐक्रेलिक ग्लास - जेलाटीन" की सापेक्ष सतह ऊर्जा 0.03 N/m के बराबर होती है। सापेक्ष सतह ऊर्जा और उसके कार्य को मापने के लिए प्रायोगिक सेटअप वीडियो में देखा जा सकता है।^[7]

ऊर्ध्वपातन की ऊष्मा से अनुमान

किसी शुद्ध एकसमान पदार्थ की सतह ऊर्जा का अनुमान लगाने के लिए पदार्थ के एक निर्धारित क्षेत्र को एक घन के रूप में मॉडल किया जा सकता है। किसी घन को किसी पदार्थ के बड़े भाग से सतह तक ले जाने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इस ऊर्जा लागत को पदार्थ की सतह ऊर्जा में सम्मिलित किया जाता है, जिसे निम्न द्वारा निर्धारित किया जाता है:

घन मॉडल का उपयोग शुद्ध, समान पदार्थ या व्यक्तिगत आणविक घटक को उनकी सतह ऊर्जा का अनुमान लगाने के लिए मॉडल करने के लिए किया जा सकता है।

\gamma ={\frac {\left(z_{\sigma }-z_{\beta }\right){\frac {1}{2}}W_{\text{AA}}}{a_{0}}}

जहां $z σ$ और $z β$ पदार्थ की सतह और क्षेत्रों के अनुरूप समन्वय संख्याएं हैं जो क्रमशः 5 और 6 के बराबर हैं, $a 0$ एक निर्धारित अणु का सतह क्षेत्र है और $W AA$ युग्मक अंतर-आणविक ऊर्जा है। सतह का क्षेत्रफल अणु के आयतन के घनमूल का वर्ग करके निर्धारित किया जा सकता है:

a_{0}=V_{\text{molecule}}^{\frac {2}{3}}=\left({\frac {\bar {M}}{\rho N_{\text{A}}}}\right)^{\frac {2}{3}}

यहाँ, $M̄$ अणु के मोलर द्रव्यमान के अनुरूप है, $ρ$ घनत्व के अनुरूप है और $N A$ अवोगाद्रो स्थिरांक है।

अंतर-आण्विक ऊर्जा निर्धारित करने के लिए पदार्थ में सभी अंतर-आण्विक बलों को विभाजित करना होता है। यह एकल अणुओं के लिए होने वाली अंतःक्रियाओं की अत्यधिक जांच की स्वीकृति देता है। किसी पदार्थ के उर्ध्वपातन के समय अणुओं के बीच अंतर-आणविक बल विभाजित हो जाता हैं। जिसके परिणामस्वरूप पदार्थ ठोस से गैस में परिवर्तित हो जाता है। इस कारण से ऊर्ध्वपातन की एन्थैल्पी पर विचार करना अंतर-आण्विक ऊर्जा निर्धारित करने में उपयोगी हो सकता है। उर्ध्वपातन की एन्थैल्पी की गणना निम्नलिखित समीकरण द्वारा की जा सकती है:

\Delta _{\text{sub}}H=-{\frac {1}{2}}W_{\text{AA}}N_{\text{A}}z_{b}

ऊर्ध्वपातन की एन्थैल्पी के लिए अनुभवजन्य रूप से सारणीबद्ध मानो का उपयोग करके अंतर-आणविक ऊर्जा निर्धारित करना संभव है। इस मान को सतह ऊर्जा समीकरण में सम्मिलित करने से सतह ऊर्जा का अनुमान लगाया जा सकता है।

सतह ऊर्जा के उपयुक्त अनुमान के रूप में निम्नलिखित समीकरण का उपयोग किया जा सकता है:

\gamma \approx {\frac {-\Delta _{\text{sub}}H\left(z_{\sigma }-z_{\beta }\right)}{a_{0}N_{\text{A}}z_{\beta }}}

अंतरापृष्ठीय ऊर्जा

गुगेनहाइम मॉडल एक विस्तारित अंतरापृष्ठीय (σ) दो अवस्था α और β को विभाजित करता है। गुगेनहाइम विस्तारित अंतरापृष्ठीय क्षेत्र की मात्रा को ध्यान में रखता है, जो गिब्स मॉडल के जितना व्यावहारिक नहीं है।

अंतरापृष्ठीय ऊर्जा (रसायन विज्ञान) की उपस्थिति सामान्यतः प्रणाली के सभी ऊष्मागतिकी मापदंडों को प्रभावित करती है। गिब्स आदर्श अंतरापृष्ठीय मॉडल और गुगेनहाइम मॉडल ऐसे दो मॉडल हैं जिनका उपयोग सामान्यतः अंतरापृष्ठीय घटना को प्रदर्शित करने के लिए किया जाता है। गिब्स मॉडल का उपयोग करके एक अंतरापृष्ठीय प्रणाली मे ऊष्मागतिकी को प्रदर्शित करने के लिए या प्रणाली को तीन भागों में विभाजित किया जा सकता है, दो अमिश्रणीय तरल पदार्थ जिनका परिमाण $V α$ और $V β$ है। एक असीम रूप से पतली सीमा परत जिसे गिब्स विभाजन मॉडल ( $σ$ ) के रूप में जाना जाता है, यह मॉडल दो आयतन को विभाजन करता है।

जहां प्रणाली का कुल आयतन है:

V=V_{\alpha }+V_{\beta }

गिब्स मॉडल अंतरापृष्ठ को आदर्श (कोई आयतन नहीं) मानता है ताकि प्रणाली की कुल मात्रा में केवल α और β अवस्थाए सम्मिलित हों।

प्रणाली की सभी व्यापक मात्राओं को तीन घटकों स्थूल प्रावस्था $α$ , स्थूल प्रावस्था $β$ और अंतरापृष्ठ $α$ के योग के रूप में लिखा जा सकता है। कुछ उदाहरणों में आंतरिक ऊर्जा $U$ , ith पदार्थ $n i$ के अणुओं की संख्या और एन्ट्रापी $S$ सम्मिलित हैं।

{\begin{aligned}U&=U_{\alpha }+U_{\beta }+U_{\sigma }\\N_{i}&=N_{i\alpha }+N_{i\beta }+N_{i\sigma }\\S&=S_{\alpha }+S_{\beta }+S_{\sigma }\end{aligned}}

हालाँकि ये मात्राएँ प्रत्येक घटक के बीच भिन्न हो सकती हैं, प्रणाली के भीतर योग स्थिर रहता है। अंतरापृष्ठ पर ये मान स्थूल प्रावस्थाओ में सम्मिलित मानों से भिन्न हो सकते हैं। अंतरापृष्ठ पर उपस्थित अणुओं की सांद्रता को इस प्रकार परिभाषित किया जा सकता है:

N_{i\sigma }=N_{i}-c_{i\alpha }V_{\alpha }-c_{i\beta }V_{\beta }

जहां $c iα$ और $c iβ$ क्रमशः स्थूल प्रावस्था α और β में पदार्थ i की सांद्रता का प्रतिनिधित्व करते हैं।

एक नए शब्द अंतरापृष्ठीय $Γ i$ को परिभाषित करना लाभदायक है जो हमें प्रति इकाई क्षेत्र में अणुओं की संख्या का वर्णन करने की स्वीकृति देता है:

\Gamma _{i}={\frac {N_{i\alpha }}{A}}

क्लेदन

प्रसार पैरामीटर

क्लेदन घटना में सतही ऊर्जा महत्वपूर्ण है। इसकी जांच करने के लिए एक ठोस कार्यद्रव्य पर तरल की एक बूंद पर विचार करें। यदि कार्यद्रव्य की सतह ऊर्जा बूंद के संयोजन पर परिवर्तित होती है, तो कार्यद्रव्य को क्लेदन कहा जाता है। इसे गणितीय रूप से निर्धारित करने के लिए प्रसार पैरामीटर का उपयोग किया जा सकता है:

S=\gamma _{\text{s}}-\gamma _{\text{l}}-\gamma _{\text{s-l}}

जहां $S$ प्रसार पैरामीटर है, $γ s$ कार्यद्रव्य की सतह ऊर्जा है, $γ l$ तरल की सतह ऊर्जा है और $γ s-l$ कार्यद्रव्य और तरल के बीच अंतरापृष्ठीय ऊर्जा है।

यदि $S < 0$ तो तरल कार्यद्रव्य को आंशिक रूप से क्लेदन कहा जाता है। यदि $S > 0$ तो तरल कार्यद्रव्य को पूरी तरह से क्लेदन कहा जाता है।^[8]

संपर्क कोण

क्लेदन को प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित करने का एक तरीका संपर्क कोण ( $θ$ ) को देखना है, जो ठोस-तरल अंतरापृष्ठ और तरल-गैस अंतरापृष्ठ को जोड़ने वाला कोण है, जैसा कि चित्र में है।

यदि

θ = 0°

है, तो तरल कार्यद्रव्य पूरी तरह से क्लेदन है।

यदि

0° < θ < 90°

, तो उच्च क्लेदन उत्पन्न होता है।

यदि

90° < θ < 180°

, कम क्लेदन उत्पन्न होता है।

यदि

θ = 180°

, तरल कार्यद्रव्य मे सामान्यतः क्लेदन उत्पन्न नही होता है।^[9]

क्लेदन संपर्क कोण को अंतरापृष्ठीय ऊर्जा से संबंधित करता है:

\gamma _{\text{s-g}}=\gamma _{\text{s-l}}+\gamma _{\text{l-g}}\cos \theta

जहाँ $γ s-g$ ठोस और गैस अवस्था के बीच अंतरापृष्ठीय ऊर्जा है, $γ s-l$ कार्यद्रव्य और तरल के बीच अंतरापृष्ठीय ऊर्जा, $γ l-g$ तरल और गैस अवस्था के बीच अंतरापृष्ठीय ऊर्जा है और $θ$ ठोस-तरल और तरल-गैस अंतरापृष्ठ के बीच संपर्क कोण है।^[10]

उच्च और निम्न-ऊर्जा कार्यद्रव्य का क्लेदन

एक ठोस कार्यद्रव्य के स्थूल घटक की ऊर्जा उन पारस्परिक प्रभाव के प्रकारों से निर्धारित होती है जो कार्यद्रव्य को एक साथ रखते हैं। उच्च-ऊर्जा कार्यद्रव्य को रासायनिक बंधनों द्वारा एक साथ रखा जाता है, जबकि कम-ऊर्जा कार्यद्रव्य को सह-संयोजन बलों द्वारा एक साथ रखा जाता है। सहसंयोजक बंधन, आयनिक बंधन और धात्विक बंधन वैन डेर वाल्स और हाइड्रोजन बॉन्डिंग जैसी क्षमताओ की तुलना में बहुत जटिल होते हैं। उच्च-ऊर्जा वाले कार्यद्रव्य कम-ऊर्जा वाले कार्यद्रव्य की तुलना में अधिक आसानी से क्लेदन हो जाते हैं।^[11] इसके अतिरिक्त यदि कार्यद्रव्य में तरल की तुलना में बहुत अधिक सतह ऊर्जा है तो अधिक पूर्ण क्लेदन होता है।^[12]

संशोधन तकनीक

सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले सतह संशोधन प्रोटोकॉल प्लाज्मा सक्रियण, ग्राफ्टिंग सहित क्लेदन रासायनिक उपचार और पतली-लेपन परत हैं।^[13]^[14]^[15] सतह ऊर्जा एक ऐसी तकनीक है जो डिवाइस निर्माण और पैटर्निंग सहित सतह संशोधनों को एक ही डिवाइस पदार्थ का उपयोग करके एकल प्रक्रम चरण में विलय करने में सक्षम बनाती है।^[16]

क्लेदन बढ़ाने के लिए कई तकनीकों का उपयोग किया जा सकता है। सतह उपचार जैसे कोरोना उपचार,^[17] प्लाज्मा उपचार और रासायनिक मिलिंग,^[18] का उपयोग कार्यद्रव्य की सतह ऊर्जा को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है। तरल की सतह के तनाव को अपेक्षाकृत कम करने के लिए उसमें संयोजक भी मिलाये जा सकते हैं। इस तकनीक को प्रायः पेंट निरूपण में नियोजित किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि वे सतह पर समान रूप से विस्तृत हो सकते हैं।^[19]

केल्विन समीकरण

तरल पदार्थों में निहित सतह तनाव के परिणामस्वरूप क्षेत्र को अपेक्षाकृत कम करने के लिए घुमावदार सतहों का निर्माण होता है। यह घटना सतह बनाने की ऊर्जावान लागत से उत्पन्न होती है। इस प्रकार सतह के घुमावदार होने पर प्रणाली की गिब्स मुक्त ऊर्जा न्यूनतम हो जाती है।

समतल और घुमावदार सतह का वाष्प दाब समतल सतह के वाष्प दाब से अधिक होता है, क्योंकि लाप्लास दाब के कारण बूंद की रासायनिक क्षमता बढ़ जाती है, जिससे वह सामान्य से अधिक वाष्पीकृत हो जाती है।

केल्विन समीकरण ऊष्मागतिकी सिद्धांतों पर आधारित है। इसका उपयोग घुमावदार सतहों वाले तरल पदार्थों के कारण वाष्प दाब में परिवर्तन का वर्णन करने के लिए किया जाता है। वाष्प दाब में इस परिवर्तन का कारण लाप्लास दाब है। एक बूंद का वाष्प दाब एक समतल सतह की तुलना में अधिक होता है क्योंकि बढ़े हुए लाप्लास दाब के कारण अणु अधिक आसानी से वाष्पित हो जाते हैं। इसके विपरीत बुलबुले के आसपास के तरल पदार्थों में बुलबुले के आंतरिक भाग के संबंध में दाब कम हो जाता है, जिससे अणुओं के लिए वाष्पीकरण करना अधिक जटिल हो जाता है। केल्विन समीकरण को इस प्रकार कहा जा सकता है:

RT\ln {\frac {P_{0}^{K}}{P_{0}}}=\gamma V_{m}\left({\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}\right)

जहाँ $P K 0$ घुमावदार सतह का वाष्प दाब है, $P 0$ समतल सतह का वाष्प दाब है, $γ$ सतह तनाव है, $V m$ द्रव का मोलर आयतन है, $R$ सार्वभौमिक गैस स्थिरांक है, $T$ तापमान (केल्विन में) है और $R 1$ , $R 2$ सतह की वक्रता की प्रमुख त्रिज्याए हैं।

लेप के लिए सतह संशोधित रंगद्रव्य (पिग्मेंट)

रंगद्रव्य किसी लेप के अनुप्रयोग गुणों को संशोधित करने में अपेक्षाकृत संभावनाएं प्रदान करते हैं। उनके सूक्ष्म कण आकार और स्वाभाविक रूप से उच्च सतह ऊर्जा के कारण तरल माध्यम में उनके विस्तार आसानी को बढ़ाने के लिए उन्हें प्रायः सतह उपचार की आवश्यकता होती है। विभिन्न प्रकार के सतह उपचारों का उपयोग पहले किया जा चुका है, जिसमें ध्रुवीय समूहों की उपस्थिति में अणु की सतह पर अधिशोषण, बहुलक की मोनोलेयर्स और कार्बनिक रंगद्रव्य की सतह पर अकार्बनिक ऑक्साइड की परतें सम्मिलित हैं।^[20]

जैसे-जैसे बड़े कण छोटे उप-कणों में विभाजित हो जाते हैं वैसे ही नई सतहें निरंतर बनती रहती हैं। जिसके परिणामस्वरूप ये नई सतहें बड़ी सतह ऊर्जा में योगदान करती हैं, जिससे परिणामी कण प्रायः समूह में एक साथ संबद्ध हो जाते हैं। चूँकि तरल मीडिया में प्रसारित कण निरंतर तापीय या ब्राउनियन गति में होते हैं, वे माध्यम से गुजरते और टकराते समय आस-पास के अन्य कणों के लिए एक जटिल आकर्षण प्रदर्शित करते हैं।^[20] इस प्राकृतिक आकर्षण का श्रेय अपेक्षाकृत प्रभावशाली कम दूरी के वैन डेर वाल्स बलों को दिया जाता है, जो उनकी सतह ऊर्जा का प्रभाव है। अणु विस्तार का मुख्य उद्देश्य बन्ध को विभाजित और इष्टतम आकार के कणों के स्थिर विस्तार का निर्माण करना है। इस प्रक्रिया में सामान्यतः तीन अलग-अलग क्लेदन, विभाजन और स्थिरीकरण अवस्थाए सम्मिलित होती हैं। ऐसी सतह जिनका क्लेदन करना आसान हो, एक लेप तैयार करते समय वांछनीय होती है जिसके लिए अच्छे आसंजन और उपस्थिति की आवश्यकता होती है। यह सतह के तनाव से संबंधित दोषों, जैसे रेंगना, क्रेटरिंग और संतरे के छिलके के जोखिम को भी कम करता है।^[21] यह कण विस्तारण के लिए एक अनिवार्य आवश्यकता है। क्लेदन करने पर प्रभावी होने के लिए पिग्मेंट वाहन की सतह का तनाव वर्णक की सतह मुक्त ऊर्जा से कम होना चाहिए।^[20] यह वाहन को वर्णक समूह के अंतराल में प्रवेश करने की स्वीकृति देता है। इस प्रकार यह पूर्ण क्लेदन सुनिश्चित करता है। अंत में कणों को एक दूसरे से अलग रखने के लिए प्रतिकारक बल के अधीन किया जाता है, जिससे फ़्लोक्यूलेशन की संभावना अपेक्षाकृत कम हो जाती है।

प्रसार दो अलग-अलग आवेश प्रतिकर्षण और एन्ट्रॉपी या एंट्रोपिक प्रतिकर्षण घटनाओं के माध्यम से स्थिर हो सकता है।^[21] आवेश प्रतिकर्षण में, ऐसे कण जिनमें स्थिर वैद्युत विक्षेप आवेश समान होते हैं, एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं। वैकल्पिक रूप से एन्ट्रॉपी या एंट्रोपिक प्रतिकर्षण एक ऐसी घटना है जिसका उपयोग विकर्षक प्रभाव का वर्णन करने के लिए किया जाता है जब पदार्थ की अवशोषित परतें (जैसे विलायक के साथ वलन वाले बहुलक अणु) प्रसार में वर्णक कणों की सतह पर सम्मिलित होती हैं। बहुलक अणुओं के केवल कुछ भाग (एंकर) ही अवशोषित करते हैं और उनके संगत लूप और विलयन में विलेय हो जाते हैं। जैसे-जैसे कण एक-दूसरे के पास आते हैं, उनकी अधिशोषित परतें समब्ध हो जाती हैं। यह एक प्रभावी एन्ट्रॉपी अवरोध प्रदान करता है जो फ़्लोक्यूलेशन को रोकता है।^[22] यह प्रभाव एन्ट्रापी में अपेक्षाकृत कमी के साथ होता है, जिससे अधिशोषित परत में बहुलक अणुओं के लिए संभव अनुरूपताओं की संख्या कम हो जाती है। जिसके परिणामस्वरूप ऊर्जा बढ़ जाती है और प्रायः प्रतिकारक क्षमता उत्पन्न होती है जो कणों को एक दूसरे से अलग रखने में सहायता करती हैं।

प्रसार स्थिरता तंत्र: आवेश स्थिरीकरण और एन्ट्रॉपी या एंट्रोपिक स्थिरीकरण मे विद्युत प्रतिकर्षण बल आवेश के माध्यम से स्थिरीकरण के लिए उत्तरदाई होते हैं जबकि एन्ट्रॉपी बाधा एन्ट्रापी के माध्यम से स्थिरीकरण के लिए उत्तरदाई होती है।

सामान्य पदार्थो की सतह ऊर्जा

पदार्थ	अभिविन्यास	सतह ऊर्जा (mJ/m²)
पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन (पीटीएफई)		19^[23]^{[page needed]}
काँच		83.4^[24]
जिप्सम		370^[25]
कॉपर		1650^[26]
मैग्नीशियम ऑक्साइड	(100) समतलीय	1200^[27]
कैल्शियम फ्लोराइड	(111) समतलीय	450^[27]
लिथियम फ्लोराइड	(100) समतलीय	340^[27]
कैल्शियम कार्बोनेट	(1010) समतलीय	23^[27]
सोडियम क्लोराइड	(100) समतलीय	300^[28]
सोडियम क्लोराइड	(110) समतलीय	400^[29]
पोटेशियम क्लोराइड	(100) समतलीय	110^[28]
बेरियम फ्लोराइड	(111) समतलीय	280^[27]
सिलिकॉन	(111) समतलीय	1240^[27]

यह भी देखें

संदर्भ

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बाहरी संबंध

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v t e ऊर्जा
Outline History Index
मौलिक अवधारणाओं	ऊर्जा इकाइयाँ ऊर्जा का संरक्षण एनरगेटिक्स ऊर्जा परिवर्तन ऊर्जा की स्थिति ऊर्जा संक्रमण ऊर्जा स्तर ऊर्जा प्रणाली द्रव्यमान नकारात्मक द्रव्यमान द्रव्यमान -ऊर्जा समतुल्यता शक्ति थर्मोडायनामिक्स क्वांटम थर्मोडायनामिक्स थर्मोडायनामिक्स के नियम थर्मोडायनामिक सिस्टम थर्मोडायनामिक स्टेट थर्मोडायनामिक क्षमता थर्मोडायनामिक मुक्त ऊर्जा अपरिवर्तनीय प्रक्रिया थर्मल जलाशय गर्मी का हस्तांतरण ताप की गुंजाइश वॉल्यूम (थर्मोडायनामिक्स) थर्मोडायनामिक संतुलन थर्मल संतुलन थर्मोडायनामिक तापमान अलग निकाय एन्ट्रापी मुक्त एन्ट्रापी एंट्रोपिक बल नकारात्मक काम exeger तापीय धारिता
प्रकार	काइनेटिक आंतरिक थर्मल संभावित गुरुत्वाकर्षण लोचदार विद्युत संभावित ऊर्जा यांत्रिक अंतरालिक क्षमता क्वांटम क्षमता विद्युत चुंबकीय आयनीकरण रेडिएंट बाइंडिंग परमाणु बाध्यकारी ऊर्जा गुरुत्वाकर्षण बाध्यकारी ऊर्जा क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स बाइंडिंग एनर्जी डार्क क्विंटेसेंस फैंटम नकारात्मक रासायनिक आराम ध्वनि ऊर्जा सतह ऊर्जा वैक्यूम ऊर्जा शून्य-बिंदु ऊर्जा क्वांटम क्षमता क्वांटम उतार -चढ़ाव
ऊर्जा वाहक	विकिरण तापीय धारिता मैकेनिकल वेव ध्वनि की तरंग ईंधन जीवाश्म ईंधन हाइड्रोजन हाइड्रोजन ईंधन गर्मी अव्यक्त गर्मी काम बिजली बैटरी संधारित्र
प्राथमिक ऊर्जा	जीवाश्म ईंधन कोयला पेट्रोलियम प्राकृतिक गैस परमाणु ईंधन प्राकृतिक यूरेनियम दीप्तिमान ऊर्जा सौर पवन जलविद्युत समुद्री ऊर्जा भूतापीय बायोएनेर्जी गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा
ऊर्जा प्रणाली अवयव	ऊर्जा इंजीनियरिंग तेल शोधशाला विद्युत शक्ति जीवाश्म ईंधन पावर स्टेशन कोजेनरेशन एकीकृत गैसीकरण संयुक्त चक्र परमाणु शक्ति परमाणु ऊर्जा संयंत्र रेडियोसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर सौर ऊर्जा फोटोवोल्टिक सिस्टम केंद्रित सौर ऊर्जा सौर थर्मल ऊर्जा सौर ऊर्जा टॉवर सौर भट्ठी पवन ऊर्जा पवन चक्की संयंत्र एयरबोर्न पवन ऊर्जा जलविद्युत पनबिजली वेव फार्म ज्वार शक्ति भूतापीय उर्जा बायोमास
उपयोग करें और आपूर्ति	ऊर्जा की खपत ऊर्जा भंडारण विश्व ऊर्जा की खपत ऊर्जा सुरक्षा उर्जा संरक्षण कुशल ऊर्जा उपयोग परिवहन कृषि नवीकरणीय ऊर्जा स्थायी ऊर्जा ऊर्जा नीति ऊर्जा विकास दुनिया भर में ऊर्जा आपूर्ति दक्षिण अमेरिका यूएसए मेक्सिको कनाडा यूरोप एशिया अफ्रीका ऑस्ट्रेलिया
विविध	Jevons विरोधाभास कार्बन पदचिह्न
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Contents

मूल्याकंन

माप

संपर्क कोण

अन्य विधियाँ

गणना

विकृत ठोस

क्रिस्टलीय ठोस की सतह निर्माण ऊर्जा

ऊर्ध्वपातन की ऊष्मा से अनुमान

अंतरापृष्ठीय ऊर्जा

क्लेदन

प्रसार पैरामीटर

संपर्क कोण

उच्च और निम्न-ऊर्जा कार्यद्रव्य का क्लेदन

संशोधन तकनीक

केल्विन समीकरण

लेप के लिए सतह संशोधित रंगद्रव्य (पिग्मेंट)

सामान्य पदार्थो की सतह ऊर्जा

यह भी देखें

संदर्भ

बाहरी संबंध

Navigation

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@@ Line 1: / Line 1: @@
 {{Short description|Excess energy at the surface of a material relative to its interior}}
-[[File:Contact angle measurement with Attension Theta.png|alt=Contact angle measurement|thumb|467x467px|किसी सामग्री की सतह ऊर्जा निर्धारित करने के लिए संपर्क कोण माप का उपयोग किया जा सकता है।]][[सतह]] विज्ञान में, सतह मुक्त ऊर्जा (इंटरफेशियल मुक्त ऊर्जा या सतह ऊर्जा भी) अंतर-आणविक बंधनों के विघटन की मात्रा निर्धारित करती है जो सतह बनने पर होता है। ठोस-अवस्था भौतिकी में, सतहों को सामग्री के थोक की तुलना में आंतरिक रूप से कम [[गिब्स मुक्त ऊर्जा]] होनी चाहिए (सतह पर परमाणुओं में थोक में परमाणुओं की तुलना में अधिक ऊर्जा होती है), अन्यथा सतहों के निर्माण के लिए एक प्रेरक शक्ति होगी , सामग्री के बड़े हिस्से को हटाना (ऊर्ध्वपातन (रसायन विज्ञान) देखें)। सतह ऊर्जा को इसलिए किसी सामग्री की सतह पर थोक की तुलना में अतिरिक्त ऊर्जा के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, या यह किसी विशेष सतह के क्षेत्र के निर्माण के लिए आवश्यक कार्य (थर्मोडायनामिक्स) है। सतह की ऊर्जा को देखने का दूसरा तरीका यह है कि इसे दो सतहों का निर्माण करते हुए एक बड़े नमूने को काटने के लिए आवश्यक कार्य से जोड़ा जाए। दो निर्मित सतहों के बीच अब अपूर्ण, अवास्तविक बंधन के परिणामस्वरूप अतिरिक्त ऊर्जा है।
+[[File:Contact angle measurement with Attension Theta.png|alt=Contact angle measurement|thumb|467x467px|किसी पदार्थ की सतह ऊर्जा निर्धारित करने के लिए संपर्क कोण माप का उपयोग किया जा सकता है।]]सतह विज्ञान में '''सतह मुक्त ऊर्जा''' ('''अंतरापृष्ठीय ऊर्जा''' या '''सतह ऊर्जा''') अंतर-आणविक बंधनों के विघटन की मात्रा निर्धारित करती है जो सामान्यतः सतह बनने पर उत्पन्न होती है। ठोस भौतिकी अवस्था में सतहों पर परमाणुओं के आयतन में परमाणुओं की तुलना में अधिक ऊर्जा होती है। सतहों के निर्माण के लिए एक प्रेरक ऊर्जा होती है जो पदार्थ के बड़े भाग को विभक्त करती है। इसलिए सतह ऊर्जा को किसी पदार्थ की सतह पर परमाणुओं के आयतन की तुलना में अतिरिक्त ऊर्जा के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। प्रायः यह किसी विशेष सतह के क्षेत्र के निर्माण के लिए आवश्यक कार्य है। सतह की ऊर्जा को देखने का दूसरा प्रकार यह है कि इसे दो सतहों का निर्माण करते हुए एक बड़े प्रारूप को विभाजित करने के लिए आवश्यक कार्य से जोड़ा जाता है जो दो निर्मित सतहों के बीच अपूर्ण, अवास्तविक बंधन के परिणामस्वरूप "अतिरिक्त ऊर्जा" होती है।
-किसी ठोस पिंड को टुकड़ों में काटने से उसके बंधन टूट जाते हैं और सतह का क्षेत्रफल बढ़ जाता है, और इसलिए सतह की ऊर्जा बढ़ जाती है। यदि काटने को प्रतिवर्ती प्रक्रिया (थर्मोडायनामिक्स) किया जाता है, तो ऊर्जा के संरक्षण का मतलब है कि काटने की प्रक्रिया द्वारा खपत की गई ऊर्जा बनाई गई दो नई सतहों में निहित ऊर्जा के बराबर होगी। इसलिए किसी पदार्थ की इकाई सतह ऊर्जा उसकी [[सामंजस्य (रसायन विज्ञान)]] की ऊर्जा का आधा होगी, अन्य सभी चीजें समान होंगी; व्यवहार में, यह केवल निर्वात में ताज़ा तैयार की गई सतह के लिए ही सत्य है। सतहें अक्सर ऊपर बताए गए सरल [[ बंधन विच्छेदन ]] मॉडल से हटकर अपना रूप बदलती हैं। वे अत्यधिक गतिशील क्षेत्र पाए जाते हैं, जो आसानी से पुनर्व्यवस्थित या [[रासायनिक प्रतिक्रिया]] करते हैं, जिससे ऊर्जा अक्सर [[निष्क्रियता (रसायन विज्ञान)]] या [[सोखना]] जैसी प्रक्रियाओं से कम हो जाती है।
+किसी ठोस पिंड को टुकड़ों में विभाजित करने से उसके संयोजक बन्ध टूट जाते हैं और सतह का क्षेत्रफल बढ़ जाता है। इसलिए सतह की ऊर्जा बढ़ जाती है। यदि विभाजन विपरीत तरीके से किया जाता है, तो ऊर्जा के संरक्षण का अर्थ है कि विभाजन की प्रक्रिया में व्यय होने वाली ऊर्जा बनाई गई दो नई सतहों में निहित ऊर्जा के बराबर होती है। इसलिए किसी पदार्थ की इकाई सतह ऊर्जा उसकी सामंजस्य की ऊर्जा की आधी होती है। यह केवल निर्वात में बनाई गई सतह के लिए ही सत्य है। सतहें प्रायः ऊपर बताए गए सरल "क्लीवेड बॉन्ड" मॉडल से दूर अपना रूप परिवर्तित करती हैं। क्योकि वहाँ अत्यधिक गतिशील क्षेत्र पाए जाते हैं, जो आसानी से पुनर्व्यवस्थित या [[रासायनिक प्रतिक्रिया]] करते हैं, जिससे ऊर्जा प्रायः [[निष्क्रियता (रसायन विज्ञान)]] या [[सोखना|अधिशोषण]] जैसी प्रक्रियाओं से अपेक्षाकृत कम हो जाती है।
-==आकलन==
+==मूल्याकंन==
 ===माप===
@@ Line 10: / Line 10: @@
 ====[[संपर्क कोण]]====
-सतह ऊर्जा को मापने का सबसे आम तरीका संपर्क कोण प्रयोग है।<ref>{{Cite journal|last1=Marshall|first1=S. J.|last2=Bayne|first2=S. C.|last3=Baier|first3=R.|last4=Tomsia|first4=A. P.|last5=Marshall|first5=G. W.|date=2010|title=आसंजन विज्ञान की समीक्षा|journal=Dental Materials|language=en|volume=26|issue=2|pages=e11–e16|doi=10.1016/j.dental.2009.11.157|pmid=20018362}}</ref> इस विधि में, सतह के संपर्क कोण को कई तरल पदार्थों, आमतौर पर पानी और [[डियोडोमेथेन]] के साथ मापा जाता है। संपर्क कोण परिणामों के आधार पर और तरल पदार्थों की सतह के तनाव को जानने के बाद, सतह ऊर्जा की गणना की जा सकती है। व्यवहार में, यह विश्लेषण संपर्क कोण मीटर द्वारा स्वचालित रूप से किया जाता है।<ref>{{Cite web|url=https://blog.biolinscientific.com/how-to-measure-surface-free-energy|title=How To Measure Surface Free Energy?|last=Laurén|first=S.|website=blog.biolinscientific.com|publisher=Biolin Scientific|language=en|access-date=2019-12-31}}</ref>
+सतह ऊर्जा को मापने का सबसे सामान्य तरीका संपर्क कोण प्रयोगों के माध्यम से है।<ref>{{Cite journal|last1=Marshall|first1=S. J.|last2=Bayne|first2=S. C.|last3=Baier|first3=R.|last4=Tomsia|first4=A. P.|last5=Marshall|first5=G. W.|date=2010|title=आसंजन विज्ञान की समीक्षा|journal=Dental Materials|language=en|volume=26|issue=2|pages=e11–e16|doi=10.1016/j.dental.2009.11.157|pmid=20018362}}</ref> इस विधि में सतह के संपर्क कोण को कई तरल पदार्थों, सामान्यतः पानी और [[डियोडोमेथेन]] के साथ मापा जाता है। संपर्क कोण परिणामों के आधार और तरल पदार्थों की सतह के तनाव को जानने के बाद सतह ऊर्जा की गणना की जा सकती है। जिसके परिणामस्वरूप यह विश्लेषण संपर्क कोण मीटर द्वारा स्वचालित रूप से किया जाता है।<ref>{{Cite web|url=https://blog.biolinscientific.com/how-to-measure-surface-free-energy|title=How To Measure Surface Free Energy?|last=Laurén|first=S.|website=blog.biolinscientific.com|publisher=Biolin Scientific|language=en|access-date=2019-12-31}}</ref>
-संपर्क कोण रीडिंग के आधार पर सतह ऊर्जा की गणना के लिए कई अलग-अलग मॉडल हैं।<ref>{{Cite web|url=https://www.biolinscientific.com/measurements/surface-free-energy|title=Surface Free Energy: Measurements|publisher=Biolin Scientific|website=biolinscientific.com|language=en|access-date=2019-12-31}}</ref> सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधि OWRK है जिसमें दो जांच तरल पदार्थों के उपयोग की आवश्यकता होती है और परिणामस्वरूप कुल सतह ऊर्जा निकलती है और साथ ही इसे ध्रुवीय और फैलाने वाले घटकों में विभाजित किया जाता है।
-संपर्क कोण विधि अपनी सादगी, सतहों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए प्रयोज्यता और त्वरितता के कारण मानक सतह ऊर्जा माप विधि है। माप पूरी तरह से स्वचालित और मानकीकृत किया जा सकता है।<ref>{{Cite web|url=https://www.iso.org/standard/64809.html|title=ISO 19403-2:2017. Paints and varnishes — Wettability — Part 2: Determination of the surface free energy of solid surfaces by measuring the contact angle|publisher=[[ISO]]|date=2017}}</ref>
+संपर्क कोण रीडिंग के आधार पर सतह ऊर्जा की गणना के लिए कई अलग-अलग मॉडल हैं।<ref>{{Cite web|url=https://www.biolinscientific.com/measurements/surface-free-energy|title=Surface Free Energy: Measurements|publisher=Biolin Scientific|website=biolinscientific.com|language=en|access-date=2019-12-31}}</ref> सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली विधि ओडब्ल्यूआरके है जिसमें दो तरल पदार्थों के परीक्षण के उपयोग की आवश्यकता होती है। जिसके परिणामस्वरूप कुल सतह ऊर्जा निकलती है और साथ ही इसे ध्रुवीय और परिक्षेपी घटकों में विभाजित किया जाता है।
-सामान्य तौर पर, जैसे-जैसे सतह की ऊर्जा बढ़ती है, संपर्क कोण कम हो जाता है क्योंकि अधिक तरल सतह द्वारा पकड़ लिया जाता है। इसके विपरीत, जैसे-जैसे सतह की ऊर्जा घटती है, संपर्क कोण बढ़ता है, क्योंकि सतह तरल के साथ संपर्क नहीं करना चाहती है।
+संपर्क कोण विधि अपनी समतल सतहों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए प्रयोज्यता और त्वरितता के कारण मानक सतह ऊर्जा माप की एक विधि है। जिसमे माप को पूरी तरह से स्वचालित या मानकीकृत किया जा सकता है।<ref>{{Cite web|url=https://www.iso.org/standard/64809.html|title=ISO 19403-2:2017. Paints and varnishes — Wettability — Part 2: Determination of the surface free energy of solid surfaces by measuring the contact angle|publisher=[[ISO]]|date=2017}}</ref> सामान्यतः जैसे-जैसे सतह की ऊर्जा बढ़ती है, संपर्क कोण अपेक्षाकृत कम हो जाता है क्योंकि अधिक तरल पदार्थ सतह द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है। इसके विपरीत जैसे-जैसे सतह की ऊर्जा घटती है, संपर्क कोण बढ़ता है क्योंकि सतह तरल के साथ संपर्क नहीं करना चाहती है।
 ====अन्य विधियाँ====
-किसी तरल पदार्थ की सतह ऊर्जा को तरल [[कृत्रिम झिल्ली]] को खींचकर मापा जा सकता है (जो सतह क्षेत्र को बढ़ाता है और इसलिए सतह ऊर्जा को बढ़ाता है)। उस स्थिति में, तरल पदार्थ के द्रव्यमान के सतह क्षेत्र को एक मात्रा तक बढ़ाने के लिए, {{mvar|δA}}, कार्य की एक मात्रा (भौतिकी), {{mvar|γ δA}}, आवश्यक है (जहाँ {{mvar|γ}} तरल की सतह ऊर्जा घनत्व है)। हालाँकि, इस तरह की विधि का उपयोग किसी ठोस की सतह ऊर्जा को मापने के लिए नहीं किया जा सकता है क्योंकि ठोस झिल्ली के खिंचाव से सतह ऊर्जा में वृद्धि के अलावा थोक में लोचदार ऊर्जा उत्पन्न होती है।
+किसी तरल पदार्थ की सतह ऊर्जा को तरल झिल्ली से उत्पन्न तनाव के माध्यम से मापा जा सकता है, जिससे सतह क्षेत्र और उसकी सतह ऊर्जा बढ़ जाती है। उस स्थिति में तरल के द्रव्यमान के सतह क्षेत्र को {{mvar|δA}} की मात्रा तक बढ़ाने के लिए कार्य की मात्रा {{mvar|γ δA}} की आवश्यकता होती है। जहां {{mvar|γ}} तरल की सतह ऊर्जा का घनत्व है। हालाँकि इस प्रकार की विधि का उपयोग किसी ठोस की सतह ऊर्जा को मापने के लिए नहीं किया जा सकता है क्योंकि ठोस झिल्ली के तनाव से सतह ऊर्जा में वृद्धि के अतिरिक्त आयतन में प्रत्यास्थ ऊर्जा उत्पन्न होती है।
-किसी ठोस की सतह ऊर्जा आमतौर पर उच्च तापमान पर मापी जाती है। ऐसे तापमान पर ठोस [[रेंगना (विरूपण)]] होता है और भले ही सतह क्षेत्र बदल जाता है, आयतन लगभग स्थिर रहता है। अगर {{mvar|γ}} त्रिज्या की एक बेलनाकार छड़ की सतह ऊर्जा घनत्व है {{mvar|r}} और लंबाई {{mvar|l}} उच्च तापमान और निरंतर एकअक्षीय तनाव पर {{mvar|P}}, फिर संतुलन पर, कुल [[हेल्महोल्ट्ज़ मुक्त ऊर्जा]] की [[विविधताओं की गणना]] गायब हो जाती है और हमारे पास है
+किसी ठोस की सतह ऊर्जा सामान्यतः उच्च तापमान पर मापी जाती है। ऐसे तापमान पर ठोस के अणु होते है और सतह क्षेत्र परिवर्तित होता रहता है लेकिन आयतन लगभग स्थिर रहता है। यदि उच्च तापमान और स्थिर अक्षीय तनाव P पर त्रिज्या r और लंबाई l की एक बेलनाकार छड़ की सतह का ऊर्जा घनत्व {{mvar|γ}} है, तो संतुलन पर कुल [[हेल्महोल्ट्ज़ मुक्त ऊर्जा]] की [[विविधताओं की गणना]] ई जा सकती है। सामान्यतः जिसके लिए हमारे पास है:
 :<math>
     \delta F = -P~\delta l + \gamma~\delta A = 0  \quad \implies \quad \gamma = P\frac{\delta l}{\delta A}
   </math>
-कहाँ {{mvar|F}} हेल्महोल्त्ज़ मुक्त ऊर्जा है और {{mvar|A}} छड़ का सतह क्षेत्र है:
+जहाँ {{mvar|F}} हेल्महोल्त्ज़ मुक्त ऊर्जा है और {{mvar|A}} छड़ का सतह क्षेत्र है:
 :<math>
     A = 2\pi r^2 + 2\pi r l \quad \implies \quad \delta A = 4\pi r\delta r + 2\pi l\delta r + 2\pi r\delta l
   </math>
-इसके अलावा, चूंकि वॉल्यूम ({{mvar|V}}) छड़ का परिवर्तन स्थिर रहता है ({{mvar|δV}}) का आयतन शून्य है, अर्थात
+छड़ का आयतन ({{mvar|V}}) स्थिर रहता है इसलिए आयतन का परिवर्तन ({{mvar|δV}}) शून्य होता है, अर्थात,
 :<math>V = \pi r^2 l \text{ is constant} \quad \implies \quad \delta V = 2\pi r l \delta r + \pi r^2 \delta l = 0 \quad\implies\quad \delta r = -\frac{r}{2l}\delta l ~.</math>
-इसलिए, सतह ऊर्जा घनत्व को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है
+इसलिए, सतह ऊर्जा घनत्व को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:
 :<math>
     \gamma = \frac{Pl}{\pi r(l-2r)} ~.
   </math>
-ठोस की सतह ऊर्जा घनत्व को मापकर गणना की जा सकती है {{mvar|P}}, {{mvar|r}}, और {{mvar|l}} संतुलन पर.
+ठोस की सतह ऊर्जा घनत्व की गणना संतुलन पर {{mvar|P}}, {{mvar|r}}, और {{mvar|l}} को मापकर की जा सकती है।
-यह विधि केवल तभी मान्य है जब ठोस [[आइसोट्रॉपी]] है, जिसका अर्थ है कि सतह की ऊर्जा सभी [[क्रिस्टलोग्राफी]] अभिविन्यासों के लिए समान है। हालाँकि यह केवल [[अनाकार ठोस]] (कांच) और तरल पदार्थों के लिए ही सच है, आइसोट्रॉपी कई अन्य सामग्रियों के लिए एक अच्छा अनुमान है। विशेष रूप से, यदि नमूना बहु-दानेदार (अधिकांश धातु) या पाउडर [[सिंटरिंग]] (अधिकांश सिरेमिक) द्वारा बनाया गया है तो यह एक अच्छा अनुमान है।
+यह विधि केवल तभी मान्य होती है जब ठोस की ऊर्जा [[आइसोट्रॉपी|समदैशिक]] है, जिसका अर्थ है कि सतह की ऊर्जा सभी [[क्रिस्टलोग्राफी]] अभिविन्यासों के लिए समान है। हालाँकि यह केवल [[अनाकार ठोस]] (कांच) और तरल पदार्थों के लिए ही सच है। समदैशिक कई अन्य पदार्थों के लिए एक अच्छा अनुमान है। विशेष रूप से यदि प्रारूप बहु-दानेदार (अधिकांश धातु) या पाउडर [[सिंटरिंग]] (अधिकांश सिरेमिक) द्वारा बनाया गया है तो यह एक अच्छा अनुमान है।
-एकल-क्रिस्टल सामग्री, जैसे कि प्राकृतिक रत्न, के मामले में, सतह ऊर्जा में [[असमदिग्वर्ती होने की दशा]] से फेसिंग होती है। क्रिस्टल का आकार ([[थर्मोडायनामिक संतुलन]] विकास स्थितियों को मानते हुए) [[वुल्फ निर्माण]] द्वारा सतह ऊर्जा से संबंधित है। इस प्रकार पहलुओं की सतह ऊर्जा को पहलुओं के सापेक्ष आकार को मापकर स्केलिंग स्थिरांक के भीतर पाया जा सकता है।
+एकल-क्रिस्टल पदार्थ, जैसे कि प्राकृतिक रत्न (घातु) की स्थिति मे सतह ऊर्जा [[असमदिग्वर्ती होने की दशा|विषमदैशिकता]] से फेसिंग होती है। क्रिस्टल का आकार (संतुलन वृद्धि की स्थिति मानते हुए) [[वुल्फ निर्माण]] द्वारा सतह ऊर्जा से संबंधित है। इस प्रकार दृष्टिकोण की सतह ऊर्जा को दृष्टिकोण के सापेक्ष आकार को मापकर प्रवर्धन स्थिरांक के भीतर प्राप्त किया जा सकता है।
 ===गणना===
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 ====विकृत ठोस====
-ठोस पदार्थों के विरूपण में, सतह ऊर्जा को सतह क्षेत्र की एक इकाई बनाने के लिए आवश्यक ऊर्जा के रूप में माना जा सकता है, और यह विरूपण से पहले और बाद में सिस्टम की कुल ऊर्जा के बीच अंतर का एक कार्य है:
+ठोस पदार्थों के विरूपण में सतह ऊर्जा को "सतह क्षेत्र की एक इकाई बनाने के लिए आवश्यक ऊर्जा" के रूप में माना जा सकता है। यह विरूपण से पहले और बाद में प्रणाली की कुल ऊर्जा के बीच अंतर का एक कार्य है:
 :<math>\gamma = \frac{1}{A} \left(E_1 - E_0\right)</math>.
-सतह ऊर्जा की गणना एबी इनिटियो क्वांटम रसायन शास्त्र विधियां (उदाहरण के लिए, घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत) माप के लिए एक वैकल्पिक दृष्टिकोण है। सतह ऊर्जा का अनुमान निम्नलिखित चर से लगाया जाता है: डी-बैंड की चौड़ाई, [[डी इलेक्ट्रॉन गिनती]] | वैलेंस डी-इलेक्ट्रॉनों की संख्या, और सतह पर और ठोस के थोक में परमाणुओं की [[समन्वय संख्या]]।<ref>{{cite book|editor-first=D. P. |editor-last=Woodruff |title=ठोस सतहों का रासायनिक भौतिकी|volume=10 |publisher=Elsevier |date=2002}}{{ISBN missing}}</ref>{{page needed|date=April 2020}}
+पहले सिद्धांतों से सतह ऊर्जा की गणना (उदाहरण के लिए, घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत) माप के लिए एक वैकल्पिक दृष्टिकोण है। सतह ऊर्जा का अनुमान निम्नलिखित चर डी-बैंड की चौड़ाई, संयोजित डी-इलेक्ट्रॉनों की संख्या और सतह पर ठोस के परमाणुओं की [[समन्वय संख्या]] से लगाया जाता है।<ref>{{cite book|editor-first=D. P. |editor-last=Woodruff |title=ठोस सतहों का रासायनिक भौतिकी|volume=10 |publisher=Elsevier |date=2002}}{{ISBN missing}}</ref>{{page needed|date=April 2020}}
 ====क्रिस्टलीय ठोस की सतह निर्माण ऊर्जा====
-घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत में, सतह ऊर्जा की गणना निम्नलिखित अभिव्यक्ति से की जा सकती है:
+घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत में सतह ऊर्जा की गणना निम्नलिखित अभिव्यक्ति से की जा सकती है:
 :<math>\gamma = \frac{E_\text{slab} - N E_\text{bulk}}{2A}</math>
-कहाँ
+जहाँ
-: {{math|''E''<sub>slab</sub>}} घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत का उपयोग करके प्राप्त सतह स्लैब की कुल ऊर्जा है।
-: {{mvar|N}} सतह स्लैब में परमाणुओं की संख्या है।
-: {{math|''E''<sub>bulk</sub>}} प्रति परमाणु थोक ऊर्जा है।
-: {{mvar|A}} सतह क्षेत्र है.
-एक स्लैब के लिए, हमारे पास दो सतहें हैं और वे एक ही प्रकार की हैं, जो हर में संख्या 2 द्वारा परिलक्षित होती हैं। इसकी गारंटी के लिए, हमें यह सुनिश्चित करने के लिए सावधानीपूर्वक स्लैब बनाने की आवश्यकता है कि ऊपरी और निचली सतहें एक ही प्रकार की हों।
-चिपकने वाले संपर्कों की ताकत आसंजन के कार्य से निर्धारित होती है जिसे दो संपर्क निकायों की सापेक्ष सतह ऊर्जा भी कहा जाता है।<ref>{{Cite book|isbn=9783662530801|publisher=Springer|year=2017|title=Contact Mechanics and Friction: Physical Principles and Applications}}</ref>{{page needed|date=April 2020}} सापेक्ष सतह ऊर्जा को एक सामग्री से बने अच्छी तरह से परिभाषित आकार के पिंडों को दूसरी सामग्री से बने सब्सट्रेट से अलग करके निर्धारित किया जा सकता है।<ref>{{Cite journal|last1=Popov|first1=V. L.|last2=Pohrt|first2=R.|last3=Li|first3=Q.|date=September 2017|title=Strength of adhesive contacts: Influence of contact geometry and material gradients|journal=Friction|language=en|volume=5|issue=3|pages=308–325|doi=10.1007/s40544-017-0177-3|doi-access=free}}</ref> उदाहरण के लिए, इंटरफ़ेस [[ऐक्रेलिक ग्लास]] - [[ जेलाटीन ]] की सापेक्ष सतह ऊर्जा 0.03 N/m के बराबर है। सापेक्ष सतह ऊर्जा और उसके कार्य को मापने के लिए प्रायोगिक सेटअप वीडियो में देखा जा सकता है।<ref>{{cite web|last=Dept. of System Dynamics and Friction Physics|title=Science friction: Adhesion of complex shapes|website=[[YouTube]] |date=December 6, 2017|url=https://www.youtube.com/watch?v=aV2W91d8vwQ |archive-url=https://ghostarchive.org/varchive/youtube/20211212/aV2W91d8vwQ| archive-date=2021-12-12 |url-status=live|access-date=2018-01-28}}{{cbignore}}</ref>
+* {{math|''E''<sub>slab</sub>}} घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत का उपयोग करके प्राप्त सतह क्रिस्टल की कुल ऊर्जा है।
+* {{mvar|N}} सतह क्रिस्टली में परमाणुओं की संख्या है।
+* {{math|''E''<sub>bulk</sub>}} प्रति परमाणु ऊर्जा है।
+* {{mvar|A}} सतह क्षेत्र है.
+एक क्रिस्टल के लिए हमारे पास दो सतहें हैं और वे एक ही प्रकार की हैं, जो प्रत्येक में संख्या 2 द्वारा विभाजित होती हैं। इसका प्रयोग करने के लिए सावधानीपूर्वक स्लैब बनाने की आवश्यकता होती है जिससे ऊपरी और निचली सतह एक ही प्रकार की हों। आसंजक पदार्थ वाले संपर्कों की क्षमता आसंजन के कार्य से निर्धारित होती है जिसे दो संपर्क निकायों की सापेक्ष सतह ऊर्जा भी कहा जाता है।<ref>{{Cite book|isbn=9783662530801|publisher=Springer|year=2017|title=Contact Mechanics and Friction: Physical Principles and Applications}}</ref>{{page needed|date=April 2020}} सापेक्ष सतह ऊर्जा को एक पदार्थ से बने अच्छी तरह से परिभाषित आकार के निकायों को दूसरी पदार्थ से बना द्रव्य से अलग करके निर्धारित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए अंतरापृष्ठ "[[ऐक्रेलिक ग्लास]] - [[ जेलाटीन |जेलाटीन]]" की सापेक्ष सतह ऊर्जा 0.03 N/m के बराबर होती है। सापेक्ष सतह ऊर्जा और उसके कार्य को मापने के लिए प्रायोगिक सेटअप वीडियो में देखा जा सकता है।<ref>{{cite web|last=Dept. of System Dynamics and Friction Physics|title=Science friction: Adhesion of complex shapes|website=[[YouTube]] |date=December 6, 2017|url=https://www.youtube.com/watch?v=aV2W91d8vwQ |archive-url=https://ghostarchive.org/varchive/youtube/20211212/aV2W91d8vwQ| archive-date=2021-12-12 |url-status=live|access-date=2018-01-28}}{{cbignore}}</ref>
 ===ऊर्ध्वपातन की ऊष्मा से अनुमान===
-किसी शुद्ध, एकसमान सामग्री की सतह ऊर्जा का अनुमान लगाने के लिए, सामग्री के एक व्यक्तिगत क्षेत्र को एक घन के रूप में मॉडल किया जा सकता है। किसी घन को किसी पदार्थ के बड़े भाग से सतह तक ले जाने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इस ऊर्जा लागत को सामग्री की सतह ऊर्जा में शामिल किया जाता है, जिसे निम्न द्वारा निर्धारित किया जाता है:
+किसी शुद्ध एकसमान पदार्थ की सतह ऊर्जा का अनुमान लगाने के लिए पदार्थ के एक निर्धारित क्षेत्र को एक घन के रूप में मॉडल किया जा सकता है। किसी घन को किसी पदार्थ के बड़े भाग से सतह तक ले जाने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इस ऊर्जा लागत को पदार्थ की सतह ऊर्जा में सम्मिलित किया जाता है, जिसे निम्न द्वारा निर्धारित किया जाता है:
+[[File:Cubemodel.tif|center|thumb|432x432px|घन मॉडल का उपयोग शुद्ध, समान पदार्थ या व्यक्तिगत आणविक घटक को उनकी सतह ऊर्जा का अनुमान लगाने के लिए मॉडल करने के लिए किया जा सकता है।]]
-फ़ाइल:Cubemodel.tif|thumb|center|480x240px|Cube मॉडल। क्यूब मॉडल का उपयोग शुद्ध, समान सामग्री या व्यक्तिगत आणविक घटक को उनकी सतह ऊर्जा का अनुमान लगाने के लिए मॉडल करने के लिए किया जा सकता है।
 :<math>\gamma = \frac{\left(z_\sigma - z_\beta\right) \frac{1}{2}W_\text{AA}}{a_0}</math>
-कहाँ {{mvar|z<sub>σ</sub>}} और {{mvar|z<sub>β</sub>}} सामग्री की सतह और थोक क्षेत्रों के अनुरूप समन्वय संख्याएं हैं, और क्रमशः 5 और 6 के बराबर हैं; {{math|''a''<sub>0</sub>}} एक व्यक्तिगत अणु का सतह क्षेत्र है, और {{math|''W''<sub>AA</sub>}} जोड़ीवार अंतरआण्विक ऊर्जा है।
+जहां {{mvar|z<sub>σ</sub>}} और {{mvar|z<sub>β</sub>}} पदार्थ की सतह और क्षेत्रों के अनुरूप समन्वय संख्याएं हैं जो क्रमशः 5 और 6 के बराबर हैं, {{math|''a''<sub>0</sub>}} एक निर्धारित अणु का सतह क्षेत्र है और {{math|''W''<sub>AA</sub>}} युग्मक अंतर-आणविक ऊर्जा है। सतह का क्षेत्रफल अणु के आयतन के घनमूल का वर्ग करके निर्धारित किया जा सकता है:
-सतह का क्षेत्रफल अणु के आयतन के घनमूल का वर्ग करके निर्धारित किया जा सकता है:
 :<math>a_0 = V_\text{molecule}^\frac{2}{3} = \left(\frac{\bar{M}}{\rho N_\text{A}}\right)^\frac{2}{3}</math>
-यहाँ, {{mvar|M̄}} अणु के दाढ़ द्रव्यमान से मेल खाता है, {{mvar|ρ}} घनत्व से मेल खाता है, और {{math|''N''<sub>A</sub>}} [[अवोगाद्रो स्थिरांक]] है।
+यहाँ, {{mvar|M̄}} अणु के मोलर द्रव्यमान के अनुरूप है, {{mvar|ρ}} घनत्व के अनुरूप है और {{math|''N''<sub>A</sub>}} [[अवोगाद्रो स्थिरांक]] है।
-जोड़ीवार अंतर-आण्विक ऊर्जा निर्धारित करने के लिए, सामग्री में सभी अंतर-आण्विक बलों को तोड़ना होगा। यह एकल अणुओं के लिए होने वाली अंतःक्रियाओं की गहन जांच की अनुमति देता है। किसी पदार्थ के उर्ध्वपातन के दौरान, अणुओं के बीच अंतर-आणविक बल टूट जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप पदार्थ ठोस से गैस में बदल जाता है। इस कारण से, [[ऊर्ध्वपातन की एन्थैल्पी]] पर विचार करना जोड़ीवार अंतर-आण्विक ऊर्जा निर्धारित करने में उपयोगी हो सकता है। उर्ध्वपातन की एन्थैल्पी की गणना निम्नलिखित समीकरण द्वारा की जा सकती है:
+अंतर-आण्विक ऊर्जा निर्धारित करने के लिए पदार्थ में सभी अंतर-आण्विक बलों को विभाजित करना होता है। यह एकल अणुओं के लिए होने वाली अंतःक्रियाओं की अत्यधिक जांच की स्वीकृति देता है। किसी पदार्थ के उर्ध्वपातन के समय अणुओं के बीच अंतर-आणविक बल विभाजित हो जाता हैं। जिसके परिणामस्वरूप पदार्थ ठोस से गैस में परिवर्तित हो जाता है। इस कारण से [[ऊर्ध्वपातन की एन्थैल्पी]] पर विचार करना अंतर-आण्विक ऊर्जा निर्धारित करने में उपयोगी हो सकता है। उर्ध्वपातन की एन्थैल्पी की गणना निम्नलिखित समीकरण द्वारा की जा सकती है:
 :<math>\Delta_\text{sub} H = -\frac{1}{2}W_\text{AA} N_\text{A} z_b</math>
-ऊर्ध्वपातन की एन्थैल्पी के लिए अनुभवजन्य रूप से सारणीबद्ध मूल्यों का उपयोग करके, जोड़ीवार अंतर-आणविक ऊर्जा निर्धारित करना संभव है। इस मान को सतह ऊर्जा समीकरण में शामिल करने से सतह ऊर्जा का अनुमान लगाया जा सकता है।
+ऊर्ध्वपातन की एन्थैल्पी के लिए अनुभवजन्य रूप से सारणीबद्ध मानो का उपयोग करके अंतर-आणविक ऊर्जा निर्धारित करना संभव है। इस मान को सतह ऊर्जा समीकरण में सम्मिलित करने से सतह ऊर्जा का अनुमान लगाया जा सकता है।
-सतही ऊर्जा के उचित अनुमान के रूप में निम्नलिखित समीकरण का उपयोग किया जा सकता है:
+सतह ऊर्जा के उपयुक्त अनुमान के रूप में निम्नलिखित समीकरण का उपयोग किया जा सकता है:
 :<math>\gamma \approx \frac{-\Delta_\text{sub} H\left(z_\sigma - z_\beta\right)}{a_0 N_\text{A} z_\beta}</math>
+==अंतरापृष्ठीय ऊर्जा ==
+[[File:Guggenheim Model.tif|thumb|गुगेनहाइम मॉडल एक विस्तारित अंतरापृष्ठीय (σ) दो अवस्था α और β को विभाजित करता है। गुगेनहाइम विस्तारित अंतरापृष्ठीय क्षेत्र की मात्रा को ध्यान में रखता है, जो गिब्स मॉडल के जितना व्यावहारिक नहीं है।]]
+[[इंटरफ़ेस (रसायन विज्ञान)|अंतरापृष्ठीय ऊर्जा (रसायन विज्ञान)]] की उपस्थिति सामान्यतः प्रणाली के सभी ऊष्मागतिकी मापदंडों को प्रभावित करती है। गिब्स आदर्श अंतरापृष्ठीय मॉडल और गुगेनहाइम मॉडल ऐसे दो मॉडल हैं जिनका उपयोग सामान्यतः अंतरापृष्ठीय घटना को प्रदर्शित करने के लिए किया जाता है। गिब्स मॉडल का उपयोग करके एक अंतरापृष्ठीय प्रणाली मे ऊष्मागतिकी को प्रदर्शित करने के लिए या प्रणाली को तीन भागों में विभाजित किया जा सकता है, दो अमिश्रणीय तरल पदार्थ जिनका परिमाण {{mvar|V<sub>α</sub>}} और {{mvar|V<sub>β</sub>}} है। एक असीम रूप से पतली सीमा परत जिसे गिब्स विभाजन मॉडल ({{mvar|σ}}) के रूप में जाना जाता है, यह मॉडल दो आयतन को विभाजन करता है।
+जहां प्रणाली का कुल आयतन है:
-==इंटरफ़ेशियल ऊर्जा ==
-एक [[इंटरफ़ेस (रसायन विज्ञान)]] की उपस्थिति आमतौर पर किसी सिस्टम के सभी थर्मोडायनामिक मापदंडों को प्रभावित करती है। ऐसे दो मॉडल हैं जिनका उपयोग आमतौर पर इंटरफेशियल घटनाओं को प्रदर्शित करने के लिए किया जाता है: [[गिब्स इज़ोटेर्म]] मॉडल और गुगेनहाइम मॉडल। गिब्स मॉडल का उपयोग करके एक इंटरफेशियल सिस्टम के थर्मोडायनामिक्स को प्रदर्शित करने के लिए, सिस्टम को तीन भागों में विभाजित किया जा सकता है: मात्रा के साथ दो मिश्रण तरल पदार्थ {{mvar|V<sub>α</sub>}} और {{mvar|V<sub>β</sub>}} और एक अत्यंत पतली सीमा परत जिसे गिब्स विभाजन तल के रूप में जाना जाता है ({{mvar|σ}}) इन दोनों खंडों को अलग करना।
-फ़ाइल:गुगेनहेम मॉडल.tif|अंगूठा|गुगेनहेम मॉडल। एक विस्तारित इंटरफ़ेस ({{mvar|σ}}) दो चरणों को विभाजित करता है {{mvar|α}} और {{mvar|β}}. गुगेनहाइम विस्तारित इंटरफेशियल क्षेत्र की मात्रा को ध्यान में रखता है, जो गिब्स मॉडल जितना व्यावहारिक नहीं है।
-फ़ाइल:गिब्स मॉडल.tif|अंगूठा|गिब्स मॉडल। गिब्स मॉडल इंटरफ़ेस को आदर्श (कोई वॉल्यूम नहीं) मानता है ताकि सिस्टम की कुल मात्रा में केवल अल्फा और बीटा चरण शामिल हों।
-सिस्टम की कुल मात्रा है:
 :<math>V = V_{\alpha} + V_{\beta}</math>
-सिस्टम की सभी व्यापक मात्राओं को तीन घटकों के योग के रूप में लिखा जा सकता है: थोक चरण {{mvar|α}}, विस्तार का दौर {{mvar|β}}, और इंटरफ़ेस {{mvar|σ}}. कुछ उदाहरणों में आंतरिक ऊर्जा शामिल है {{mvar|U}}, के अणुओं की संख्या {{mvar|i}}पदार्थ {{mvar|n<sub>i</sub>}}, और एन्ट्रापी {{mvar|S}}.
+[[File:Gibbs Model.tif|thumb|गिब्स मॉडल अंतरापृष्ठ को आदर्श (कोई आयतन नहीं) मानता है ताकि प्रणाली की कुल मात्रा में केवल α और β अवस्थाए सम्मिलित हों।]]
+प्रणाली की सभी व्यापक मात्राओं को तीन घटकों स्थूल प्रावस्था {{mvar|α}}, स्थूल प्रावस्था {{mvar|β}} और अंतरापृष्ठ {{mvar|α}} के योग के रूप में लिखा जा सकता है। कुछ उदाहरणों में आंतरिक ऊर्जा {{mvar|U}}, ith पदार्थ {{mvar|n<sub>i</sub>}} के अणुओं की संख्या और एन्ट्रापी {{mvar|S}} सम्मिलित हैं।
 :<math>\begin{align}
      U &= U_\alpha + U_\beta + U_\sigma \\
@@ Line 100: / Line 92: @@
      S &= S_\alpha + S_\beta + S_\sigma
 \end{align}</math>
-हालाँकि ये मात्राएँ प्रत्येक घटक के बीच भिन्न हो सकती हैं, सिस्टम के भीतर योग स्थिर रहता है। इंटरफ़ेस पर, ये मान थोक चरणों में मौजूद मानों से भिन्न हो सकते हैं। इंटरफ़ेस पर मौजूद अणुओं की सांद्रता (रसायन विज्ञान) को इस प्रकार परिभाषित किया जा सकता है:
+हालाँकि ये मात्राएँ प्रत्येक घटक के बीच भिन्न हो सकती हैं, प्रणाली के भीतर योग स्थिर रहता है। अंतरापृष्ठ पर ये मान स्थूल प्रावस्थाओ में सम्मिलित मानों से भिन्न हो सकते हैं। अंतरापृष्ठ पर उपस्थित अणुओं की सांद्रता को इस प्रकार परिभाषित किया जा सकता है:
 :<math>N_{i\sigma} = N_i - c_{i\alpha}V_\alpha - c_{i\beta}V_\beta</math>
-कहाँ {{mvar|c<sub>iα</sub>}} और {{mvar|c<sub>iβ</sub>}} पदार्थ की सांद्रता को दर्शाता है {{mvar|i}} थोक चरण में {{mvar|α}} और {{mvar|β}}, क्रमश।
+जहां {{mvar|c<sub>iα</sub>}} और {{mvar|c<sub>iβ</sub>}} क्रमशः स्थूल प्रावस्था α और β में पदार्थ i की सांद्रता का प्रतिनिधित्व करते हैं।
-एक नये शब्द इंटरफेशियल एक्सट्रा को परिभाषित करना लाभप्रद है {{mvar|Γ<sub>i</sub>}} जो हमें प्रति इकाई क्षेत्र में अणुओं की संख्या का वर्णन करने की अनुमति देता है:
+एक नए शब्द अंतरापृष्ठीय {{mvar|Γ<sub>i</sub>}} को परिभाषित करना लाभदायक है जो हमें प्रति इकाई क्षेत्र में अणुओं की संख्या का वर्णन करने की स्वीकृति देता है:
 :<math>\Gamma_i = \frac{N_{i\alpha}}{A}</math>
+== क्लेदन ==
+{{main|क्लेदन}}
+===प्रसार पैरामीटर===
-== गीला करना ==
+क्लेदन घटना में सतही ऊर्जा महत्वपूर्ण है। इसकी जांच करने के लिए एक ठोस कार्यद्रव्य पर तरल की एक बूंद पर विचार करें। यदि कार्यद्रव्य की सतह ऊर्जा बूंद के संयोजन पर परिवर्तित होती है, तो कार्यद्रव्य को क्लेदन कहा जाता है। इसे गणितीय रूप से निर्धारित करने के लिए प्रसार पैरामीटर का उपयोग किया जा सकता है:
-{{main|Wetting}}
-===फैलाव पैरामीटर===
-[[गीला]]पन की घटना में सतही ऊर्जा काम आती है। इसकी जांच करने के लिए, एक ठोस सब्सट्रेट पर तरल की एक बूंद पर विचार करें। यदि सब्सट्रेट की सतह ऊर्जा बूंद के जुड़ने पर बदलती है, तो सब्सट्रेट को गीला होना कहा जाता है। इसे गणितीय रूप से निर्धारित करने के लिए प्रसार पैरामीटर का उपयोग किया जा सकता है:
 :<math>S = \gamma_\text{s} - \gamma_\text{l} - \gamma_{\text{s-l}}</math>
-कहाँ {{mvar|S}} प्रसार पैरामीटर है, {{math|''γ''<sub>s</sub>}} सब्सट्रेट की सतह ऊर्जा, {{math|''γ''<sub>l</sub>}} तरल की सतह ऊर्जा, और {{math|''γ''<sub>s-l</sub>}} सब्सट्रेट और तरल के बीच अंतरापृष्ठीय ऊर्जा।
+जहां {{mvar|S}} प्रसार पैरामीटर है, {{math|''γ''<sub>s</sub>}} कार्यद्रव्य की सतह ऊर्जा है, {{math|''γ''<sub>l</sub>}} तरल की सतह ऊर्जा है और {{math|''γ''<sub>s-l</sub>}} कार्यद्रव्य और तरल के बीच अंतरापृष्ठीय ऊर्जा है।
-अगर {{math|''S'' < 0}}, तरल सब्सट्रेट को आंशिक रूप से गीला कर देता है। अगर {{math|''S'' > 0}}, तरल सब्सट्रेट को पूरी तरह से गीला कर देता है।<ref>{{cite journal | last1 = Bonn | first1 = D. | last2 = Eggers | first2 = J. | last3 = Indekeu | first3 = J. | last4 = Meunier | first4 = J. | last5 = Rolley | first5 = E. | year = 2009 | title = गीला करना और फैलाना| url =https://cvmet.misis.ru/jour/article/download/502/330 | journal = Reviews of Modern Physics | volume = 81 | issue = 2| pages = 739–805 | doi=10.1103/revmodphys.81.739| bibcode = 2009RvMP...81..739B }}</ref>
+यदि {{math|''S'' < 0}} तो तरल कार्यद्रव्य को आंशिक रूप से क्लेदन कहा जाता है। यदि {{math|''S'' > 0}} तो तरल कार्यद्रव्य को पूरी तरह से क्लेदन कहा जाता है।<ref>{{cite journal | last1 = Bonn | first1 = D. | last2 = Eggers | first2 = J. | last3 = Indekeu | first3 = J. | last4 = Meunier | first4 = J. | last5 = Rolley | first5 = E. | year = 2009 | title = गीला करना और फैलाना| url =https://cvmet.misis.ru/jour/article/download/502/330 | journal = Reviews of Modern Physics | volume = 81 | issue = 2| pages = 739–805 | doi=10.1103/revmodphys.81.739| bibcode = 2009RvMP...81..739B }}</ref>
-फ़ाइल:Diagrams.tif|thumb|840x420px|संपर्क कोण: गैर गीला करना, गीला करना, और सही गीला करना। संपर्क कोण वह कोण है जो ठोस-तरल इंटरफ़ेस और तरल-गैस इंटरफ़ेस को जोड़ता है।
 ===संपर्क कोण===
-गीलेपन को प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित करने का एक तरीका संपर्क कोण को देखना है ({{mvar|θ}}), जो ठोस-तरल इंटरफ़ेस और तरल-गैस इंटरफ़ेस को जोड़ने वाला कोण है (जैसा कि चित्र में है)।
+क्लेदन को प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित करने का एक तरीका संपर्क कोण ({{mvar|θ}}) को देखना है, जो ठोस-तरल अंतरापृष्ठ और तरल-गैस अंतरापृष्ठ को जोड़ने वाला कोण है, जैसा कि चित्र में है।
-: अगर {{math|''θ'' {{=}} 0°}}, तरल सब्सट्रेट को पूरी तरह से गीला कर देता है।
+: यदि {{math|''θ'' {{=}} 0°}} है, तो तरल कार्यद्रव्य पूरी तरह से क्लेदन है।
-: अगर {{math|0° < ''θ'' < 90°}}, अधिक गीलापन होता है।
+: यदि {{math|0° < ''θ'' < 90°}}, तो उच्च क्लेदन उत्पन्न होता है।
-: अगर {{math|90° < ''θ'' < 180°}}, कम गीलापन होता है।
+: यदि {{math|90° < ''θ'' < 180°}}, कम क्लेदन उत्पन्न होता है।
-: अगर {{math|''θ'' {{=}} 180°}}, तरल सब्सट्रेट को बिल्कुल भी गीला नहीं करता है।<ref>{{cite book | last1 = Zisman | first1 = W. | title = संपर्क कोण, वेटेबिलिटी, और आसंजन| chapter = Relation of the Equilibrium Contact Angle to Liquid and Solid Constitution | series = Advances in Chemistry | year = 1964 | volume = 43 | pages = 1–51 | doi = 10.1021/ba-1964-0043.ch001 | isbn = 0-8412-0044-0 | doi-access = free }}</ref>
+: यदि {{math|''θ'' {{=}} 180°}}, तरल कार्यद्रव्य मे सामान्यतः क्लेदन उत्पन्न नही होता है।<ref>{{cite book | last1 = Zisman | first1 = W. | title = संपर्क कोण, वेटेबिलिटी, और आसंजन| chapter = Relation of the Equilibrium Contact Angle to Liquid and Solid Constitution | series = Advances in Chemistry | year = 1964 | volume = 43 | pages = 1–51 | doi = 10.1021/ba-1964-0043.ch001 | isbn = 0-8412-0044-0 | doi-access = free }}</ref>
-गीलापन संपर्क कोण को इंटरफ़ेसीय ऊर्जा से संबंधित करता है:
+क्लेदन संपर्क कोण को अंतरापृष्ठीय ऊर्जा से संबंधित करता है:
 :<math>\gamma_\text{s-g} = \gamma_\text{s-l} + \gamma_\text{l-g}\cos\theta</math>
-कहाँ {{math|''γ''<sub>s-g</sub>}} ठोस और गैस चरणों के बीच अंतरापृष्ठीय ऊर्जा है, {{math|''γ''<sub>s-l</sub>}} सब्सट्रेट और तरल के बीच अंतरापृष्ठीय ऊर्जा, {{math|''γ''<sub>l-g</sub>}} तरल और गैस चरणों के बीच अंतरापृष्ठीय ऊर्जा है, और {{mvar|θ}} ठोस-तरल और तरल-गैस इंटरफ़ेस के बीच संपर्क कोण है।<ref>{{cite journal | last1 = Owens | first1 = D. K. | last2 = Wendt | first2 = R. C. | year = 1969 | title = पॉलिमर की सतह मुक्त ऊर्जा का अनुमान| journal = Journal of Applied Polymer Science | volume = 13 | issue = 8| pages = 1741–1747 | doi=10.1002/app.1969.070130815}}</ref>
+जहाँ {{math|''γ''<sub>s-g</sub>}} ठोस और गैस अवस्था के बीच अंतरापृष्ठीय ऊर्जा है, {{math|''γ''<sub>s-l</sub>}} कार्यद्रव्य और तरल के बीच अंतरापृष्ठीय ऊर्जा, {{math|''γ''<sub>l-g</sub>}} तरल और गैस अवस्था के बीच अंतरापृष्ठीय ऊर्जा है और {{mvar|θ}} ठोस-तरल और तरल-गैस अंतरापृष्ठ के बीच संपर्क कोण है।<ref>{{cite journal | last1 = Owens | first1 = D. K. | last2 = Wendt | first2 = R. C. | year = 1969 | title = पॉलिमर की सतह मुक्त ऊर्जा का अनुमान| journal = Journal of Applied Polymer Science | volume = 13 | issue = 8| pages = 1741–1747 | doi=10.1002/app.1969.070130815}}</ref>
+===उच्च और निम्न-ऊर्जा कार्यद्रव्य का क्लेदन===
+एक ठोस कार्यद्रव्य के स्थूल घटक की ऊर्जा उन पारस्परिक प्रभाव के प्रकारों से निर्धारित होती है जो कार्यद्रव्य को एक साथ रखते हैं। उच्च-ऊर्जा कार्यद्रव्य को [[रासायनिक बंध|रासायनिक]] बंधनों द्वारा एक साथ रखा जाता है, जबकि कम-ऊर्जा कार्यद्रव्य को सह-संयोजन बलों द्वारा एक साथ रखा जाता है। [[सहसंयोजक बंधन]], [[आयनिक बंध]]न और [[धात्विक बंधन]] वैन डेर वाल्स और हाइड्रोजन बॉन्डिंग जैसी क्षमताओ की तुलना में बहुत जटिल होते हैं। उच्च-ऊर्जा वाले कार्यद्रव्य कम-ऊर्जा वाले कार्यद्रव्य की तुलना में अधिक आसानी से क्लेदन हो जाते हैं।<ref>{{cite journal | last1 = De Gennes | first1 = P. G. | year = 1985 | title = Wetting: statics and dynamics | journal = Reviews of Modern Physics | volume = 57 | issue = 3| pages = 827–863 | doi=10.1103/revmodphys.57.827| bibcode = 1985RvMP...57..827D}}</ref> इसके अतिरिक्त यदि कार्यद्रव्य में तरल की तुलना में बहुत अधिक सतह ऊर्जा है तो अधिक पूर्ण क्लेदन होता है।<ref>{{cite journal | last1 = Kern | first1 = K. | last2 = David | first2 = R. | last3 = Palmer | first3 = R. L. | last4 = Cosma | first4 = G. | year = 1986 | title = Complete Wetting on 'Strong' Substrates: Xe/Pt(111) | journal = Physical Review Letters | volume = 56 | issue = 26| pages = 2823–2826 | doi=10.1103/physrevlett.56.2823| pmid = 10033104 | bibcode = 1986PhRvL..56.2823K }}</ref>
-===उच्च और निम्न-ऊर्जा सबस्ट्रेट्स का गीला होना===
-एक ठोस सब्सट्रेट के थोक घटक की ऊर्जा उन इंटरैक्शन के प्रकारों से निर्धारित होती है जो सब्सट्रेट को एक साथ रखते हैं। उच्च-ऊर्जा सब्सट्रेट [[रासायनिक बंध]]न द्वारा एक साथ बंधे रहते हैं, जबकि कम-ऊर्जा सब्सट्रेट इंटरमॉलिक्युलर बल द्वारा एक साथ बंधे रहते हैं। [[सहसंयोजक बंधन]], [[आयनिक बंध]]न और [[धात्विक बंधन]] वैन डेर वाल्स बल और [[ हाइड्रोजन बंध ]] जैसे बलों की तुलना में बहुत मजबूत हैं। उच्च-ऊर्जा सब्सट्रेट कम-ऊर्जा सब्सट्रेट की तुलना में अधिक आसानी से गीले होते हैं।<ref>{{cite journal | last1 = De Gennes | first1 = P. G. | year = 1985 | title = Wetting: statics and dynamics | journal = Reviews of Modern Physics | volume = 57 | issue = 3| pages = 827–863 | doi=10.1103/revmodphys.57.827| bibcode = 1985RvMP...57..827D}}</ref> इसके अलावा, यदि सब्सट्रेट में तरल की तुलना में बहुत अधिक सतह ऊर्जा है तो अधिक पूर्ण गीलापन होगा।<ref>{{cite journal | last1 = Kern | first1 = K. | last2 = David | first2 = R. | last3 = Palmer | first3 = R. L. | last4 = Cosma | first4 = G. | year = 1986 | title = Complete Wetting on 'Strong' Substrates: Xe/Pt(111) | journal = Physical Review Letters | volume = 56 | issue = 26| pages = 2823–2826 | doi=10.1103/physrevlett.56.2823| pmid = 10033104 | bibcode = 1986PhRvL..56.2823K }}</ref>
 == संशोधन तकनीक ==
-सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले सतह संशोधन प्रोटोकॉल [[प्लाज्मा सक्रियण]], ग्राफ्टिंग सहित गीला रासायनिक उपचार और पतली-फिल्म कोटिंग हैं।<ref>
+सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले सतह संशोधन प्रोटोकॉल [[प्लाज्मा सक्रियण]], ग्राफ्टिंग सहित क्लेदन रासायनिक उपचार और पतली-लेपन परत हैं।<ref>
 {{cite journal | last1 = Becker | first1 = H. | last2 = Gärtner | first2 = C. | year = 2007 | journal = Analytical and Bioanalytical Chemistry | volume = 390 | issue = 1 | pages = 89–111 | doi = 10.1007/s00216-007-1692-2 | pmid = 17989961 | title=Polymer microfabrication technologies for microfluidic systems| s2cid = 13813183 }}
 </ref><ref>
@@ Line 141: / Line 126: @@
 </ref><ref>
 {{cite journal | last1 = Rastogi | year = 2010 | journal = ACS Nano | doi = 10.1021/nn901344u | pmid = 20121228 | volume=4 | issue = 2 | title=Direct Patterning of Intrinsically Electron Beam Sensitive Polymer Brushes | pages=771–780}}
-</ref> सतह ऊर्जा नकल एक ऐसी तकनीक है जो डिवाइस निर्माण और पैटर्निंग सहित सतह संशोधनों को एक ही डिवाइस सामग्री का उपयोग करके एकल प्रसंस्करण चरण में विलय करने में सक्षम बनाती है।<ref>
+</ref> सतह ऊर्जा एक ऐसी तकनीक है जो डिवाइस निर्माण और पैटर्निंग सहित सतह संशोधनों को एक ही डिवाइस पदार्थ का उपयोग करके एकल प्रक्रम चरण में विलय करने में सक्षम बनाती है।<ref>
 {{cite journal | last1 = Pardon | first1 = G. | last2 = Haraldsson | first2 = T. | last3 = van der Wijngaart | first3 = W. | year = 2016 | title = Surface Energy Mimicking: Simultaneous Replication of Hydrophilic and Superhydrophobic Micropatterns through Area-Selective Monomers Self-Assembly | journal =  Advanced Materials Interfaces | doi = 10.1002/admi.201600404 | volume=3 | issue = 17 | page=1600404| s2cid = 138114323 | url = http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-189595}}
 </ref>
-गीलापन बढ़ाने के लिए कई तकनीकों का उपयोग किया जा सकता है। सतही उपचार, जैसे [[कोरोना उपचार]],<ref>{{cite journal | last1 = Sakata | first1 = I. | last2 = Morita | first2 = M. | last3 = Tsuruta | first3 = N. | last4 = Morita | first4 = K. | year = 2003 | title = चिपकने वाली बॉन्डिंग में सुधार के लिए कोरोना उपचार द्वारा लकड़ी की सतह को सक्रिय करना| doi = 10.1002/app.1993.070490714 | journal = Journal of Applied Polymer Science | volume = 49 | issue = 7| pages = 1251–1258 }}</ref> प्लाज्मा उपचार और [[रासायनिक मिलिंग]],<ref>{{cite journal | last1 = Rosales | first1 = J. I. | last2 = Marshall | first2 = G. W. | last3 = Marshall | first3 = S. J. | last4 = Wantanabe | first4 = L. G. | last5 = Toledano | first5 = M. | last6 = Cabrerizo | first6 = M. A. | last7 = Osorio | first7 = R. | year = 1999 | title = डेंटिन खुरदरापन और वेटेबिलिटी पर एसिड-ईचिंग और हाइड्रेशन का प्रभाव| journal = Journal of Dental Research | volume = 78 | issue = 9| pages = 1554–1559 | doi=10.1177/00220345990780091001| pmid = 10512390 | s2cid = 5807073 }}</ref> सब्सट्रेट की सतह ऊर्जा को बढ़ाने के लिए इसका उपयोग किया जा सकता है। तरल की सतह के तनाव को कम करने के लिए उसमें योजक भी मिलाये जा सकते हैं। इस तकनीक का उपयोग अक्सर [[रँगना]] फॉर्मूलेशन में किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि वे सतह पर समान रूप से फैले होंगे।<ref>{{cite journal | last1 = Khan | first1 = H. | last2 = Fell | first2 = J. T. | last3 = Macleod | first3 = G. S. | year = 2001 | title = एक मॉडल टैबलेट की सतह पर फिल्म कोटिंग फॉर्मूलेशन के प्रसार गुणांक और आसंजन पर एडिटिव्स का प्रभाव| journal = International Journal of Pharmaceutics | volume = 227 | issue = 1–2| pages = 113–119 | doi=10.1016/s0378-5173(01)00789-x| pmid = 11564545 }}</ref>
+क्लेदन बढ़ाने के लिए कई तकनीकों का उपयोग किया जा सकता है। सतह उपचार जैसे [[कोरोना उपचार]],<ref>{{cite journal | last1 = Sakata | first1 = I. | last2 = Morita | first2 = M. | last3 = Tsuruta | first3 = N. | last4 = Morita | first4 = K. | year = 2003 | title = चिपकने वाली बॉन्डिंग में सुधार के लिए कोरोना उपचार द्वारा लकड़ी की सतह को सक्रिय करना| doi = 10.1002/app.1993.070490714 | journal = Journal of Applied Polymer Science | volume = 49 | issue = 7| pages = 1251–1258 }}</ref> प्लाज्मा उपचार और [[रासायनिक मिलिंग]],<ref>{{cite journal | last1 = Rosales | first1 = J. I. | last2 = Marshall | first2 = G. W. | last3 = Marshall | first3 = S. J. | last4 = Wantanabe | first4 = L. G. | last5 = Toledano | first5 = M. | last6 = Cabrerizo | first6 = M. A. | last7 = Osorio | first7 = R. | year = 1999 | title = डेंटिन खुरदरापन और वेटेबिलिटी पर एसिड-ईचिंग और हाइड्रेशन का प्रभाव| journal = Journal of Dental Research | volume = 78 | issue = 9| pages = 1554–1559 | doi=10.1177/00220345990780091001| pmid = 10512390 | s2cid = 5807073 }}</ref> का उपयोग कार्यद्रव्य की सतह ऊर्जा को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है। तरल की सतह के तनाव को अपेक्षाकृत कम करने के लिए उसमें संयोजक भी मिलाये जा सकते हैं। इस तकनीक को प्रायः पेंट निरूपण में नियोजित किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि वे सतह पर समान रूप से विस्तृत हो सकते हैं।<ref>{{cite journal | last1 = Khan | first1 = H. | last2 = Fell | first2 = J. T. | last3 = Macleod | first3 = G. S. | year = 2001 | title = एक मॉडल टैबलेट की सतह पर फिल्म कोटिंग फॉर्मूलेशन के प्रसार गुणांक और आसंजन पर एडिटिव्स का प्रभाव| journal = International Journal of Pharmaceutics | volume = 227 | issue = 1–2| pages = 113–119 | doi=10.1016/s0378-5173(01)00789-x| pmid = 11564545 }}</ref>
 == [[केल्विन समीकरण]] ==
-तरल पदार्थों में निहित सतह तनाव के परिणामस्वरूप, क्षेत्र को कम करने के लिए घुमावदार सतहों का निर्माण होता है। यह घटना सतह बनाने की ऊर्जावान लागत से उत्पन्न होती है। इस प्रकार सतह के घुमावदार होने पर सिस्टम की गिब्स मुक्त ऊर्जा न्यूनतम हो जाती है।
+तरल पदार्थों में निहित सतह तनाव के परिणामस्वरूप क्षेत्र को अपेक्षाकृत कम करने के लिए घुमावदार सतहों का निर्माण होता है। यह घटना सतह बनाने की ऊर्जावान लागत से उत्पन्न होती है। इस प्रकार सतह के घुमावदार होने पर प्रणाली की गिब्स मुक्त ऊर्जा न्यूनतम हो जाती है।
+[[File:Vapor Pressure.tif|center|thumb|341x341px|समतल और घुमावदार सतह का वाष्प दाब समतल सतह के वाष्प दाब से अधिक होता है, क्योंकि [[लाप्लास दबाव|लाप्लास दाब]] के कारण बूंद की [[रासायनिक क्षमता]] बढ़ जाती है, जिससे वह सामान्य से अधिक वाष्पीकृत हो जाती है।]]
-फ़ाइल:[[वाष्प दबाव]].tif|अंगूठा|केंद्र|480x240px सपाट और घुमावदार सतह। घुमावदार सतह का वाष्प दबाव समतल सतह के वाष्प दबाव से अधिक होता है, क्योंकि [[लाप्लास दबाव]] के कारण बूंद की [[रासायनिक क्षमता]] बढ़ जाती है, जिससे वह सामान्य से अधिक वाष्पीकृत हो जाती है।
+केल्विन समीकरण ऊष्मागतिकी सिद्धांतों पर आधारित है। इसका उपयोग घुमावदार सतहों वाले तरल पदार्थों के कारण वाष्प दाब में परिवर्तन का वर्णन करने के लिए किया जाता है। वाष्प दाब में इस परिवर्तन का कारण लाप्लास दाब है। एक बूंद का वाष्प दाब एक समतल सतह की तुलना में अधिक होता है क्योंकि बढ़े हुए लाप्लास दाब के कारण अणु अधिक आसानी से वाष्पित हो जाते हैं। इसके विपरीत बुलबुले के आसपास के तरल पदार्थों में बुलबुले के आंतरिक भाग के संबंध में दाब कम हो जाता है, जिससे अणुओं के लिए वाष्पीकरण करना अधिक जटिल हो जाता है। केल्विन समीकरण को इस प्रकार कहा जा सकता है:
-केल्विन समीकरण थर्मोडायनामिक सिद्धांतों पर आधारित है और इसका उपयोग घुमावदार सतहों वाले तरल पदार्थों के कारण वाष्प दबाव में परिवर्तन का वर्णन करने के लिए किया जाता है। वाष्प दबाव में इस परिवर्तन का कारण लाप्लास दबाव है। एक बूंद का वाष्प दबाव एक समतल सतह की तुलना में अधिक होता है क्योंकि बढ़े हुए लाप्लास दबाव के कारण अणु अधिक आसानी से वाष्पित हो जाते हैं। इसके विपरीत, बुलबुले के आसपास के तरल पदार्थों में, बुलबुले के आंतरिक भाग के संबंध में दबाव कम हो जाता है, जिससे अणुओं के लिए वाष्पीकरण करना अधिक कठिन हो जाता है। केल्विन समीकरण को इस प्रकार कहा जा सकता है:
 :<math>RT \ln\frac{P_0^K}{P_0} = \gamma V_m \left(\frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}\right)</math>
-कहाँ {{math|''P''{{su|b=0|p=''K''}}}} घुमावदार सतह का वाष्प दबाव है, {{math|''P''<sub>0</sub>}} समतल सतह का वाष्प दबाव है, {{mvar|γ}} सतह तनाव है, {{mvar|V<sub>m</sub>}} द्रव का दाढ़ आयतन है, {{mvar|R}} [[सार्वभौमिक गैस स्थिरांक]] है, {{mvar|T}} [[तापमान]] ([[केल्विन]] में) है, और {{math|''R''<sub>1</sub>}} और {{math|''R''<sub>2</sub>}} सतह की वक्रता की प्रमुख त्रिज्या हैं।
+जहाँ {{math|''P''{{su|b=0|p=''K''}}}} घुमावदार सतह का वाष्प दाब है, {{math|''P''<sub>0</sub>}} समतल सतह का वाष्प दाब है, {{mvar|γ}} सतह तनाव है, {{mvar|V<sub>m</sub>}} द्रव का मोलर आयतन है, {{mvar|R}} [[सार्वभौमिक गैस स्थिरांक]] है, {{mvar|T}} [[तापमान]] ([[केल्विन]] में) है और {{math|''R''<sub>1</sub>}}, {{math|''R''<sub>2</sub>}} सतह की वक्रता की प्रमुख त्रिज्याए हैं।
-==कोटिंग्स के लिए सतह संशोधित [[रंग]]द्रव्य==
-रंगद्रव्य किसी कोटिंग के अनुप्रयोग गुणों को संशोधित करने में काफी संभावनाएं प्रदान करते हैं। उनके सूक्ष्म कण आकार और स्वाभाविक रूप से उच्च सतह ऊर्जा के कारण, तरल माध्यम में उनके फैलाव की आसानी को बढ़ाने के लिए उन्हें अक्सर सतह उपचार की आवश्यकता होती है। सतह उपचार की एक विस्तृत विविधता का उपयोग पहले किया जा चुका है, जिसमें ध्रुवीय समूहों की उपस्थिति में अणु की सतह पर सोखना, पॉलिमर की मोनोलेयर्स और कार्बनिक पिगमेंट की सतह पर अकार्बनिक ऑक्साइड की परतें शामिल हैं।<ref name="Wicks, Z.W. 2007">{{cite book|last=Wicks |first=Z. W. |date=2007 |title=Organic Coatings: Science and Technology |edition=3rd |location=New York |publisher=Wiley Interscience |pages=435–441}}{{missing ISBN}}</ref>
-जैसे-जैसे बड़े वर्णक कण छोटे उप-कणों में टूटते जाते हैं, नई सतहें लगातार बनती रहती हैं। परिणामस्वरूप ये नवगठित सतहें बड़ी सतह ऊर्जा में योगदान करती हैं, जिससे परिणामी कण अक्सर समुच्चय में एक साथ सीमेंट हो जाते हैं। चूँकि तरल मीडिया में बिखरे हुए कण निरंतर तापीय या [[एक प्रकार कि गति]] में होते हैं, वे माध्यम से गुजरते और टकराते समय आस-पास के अन्य वर्णक कणों के लिए एक मजबूत संबंध प्रदर्शित करते हैं।<ref name="Wicks, Z.W. 2007"/>इस प्राकृतिक आकर्षण का श्रेय काफी हद तक शक्तिशाली कम दूरी की वैन डेर वाल्स बलों को दिया जाता है, जो उनकी सतह ऊर्जा का प्रभाव है।
-वर्णक फैलाव का मुख्य उद्देश्य समुच्चय को तोड़ना और इष्टतम आकार के वर्णक कणों के स्थिर फैलाव का निर्माण करना है। इस प्रक्रिया में आम तौर पर तीन अलग-अलग चरण शामिल होते हैं: गीला करना, अलग करना और स्थिरीकरण। ऐसी सतह जिसे गीला करना आसान हो, एक कोटिंग तैयार करते समय वांछनीय होती है जिसके लिए अच्छे आसंजन और उपस्थिति की आवश्यकता होती है। यह सतह के तनाव से संबंधित दोषों, जैसे रेंगना, क्रेटरिंग और संतरे के छिलके (प्रभाव) के जोखिम को भी कम करता है।<ref name="Tracton, A. A. 2006">{{cite book|last=Tracton |first=A. A. |date=2006 |title=कोटिंग्स सामग्री और सतह कोटिंग्स|edition=3rd |location=Florida |publisher=Taylor and Francis Group |pages=31-6 – 31-7}}{{ISBN missing}}</ref> यह वर्णक फैलाव के लिए एक अनिवार्य आवश्यकता है; गीलापन प्रभावी होने के लिए, वर्णक के वाहन का सतह तनाव वर्णक की सतह मुक्त ऊर्जा से कम होना चाहिए।<ref name="Wicks, Z.W. 2007"/>यह वाहन को वर्णक समुच्चय के अंतराल में प्रवेश करने की अनुमति देता है, इस प्रकार पूर्ण गीलापन सुनिश्चित करता है। अंत में, कणों को एक दूसरे से अलग रखने के लिए प्रतिकारक बल के अधीन किया जाता है और [[flocculation]] की संभावना कम हो जाती है।
+==लेप के लिए सतह संशोधित [[रंग]]द्रव्य (पिग्मेंट)==
+रंगद्रव्य किसी लेप के अनुप्रयोग गुणों को संशोधित करने में अपेक्षाकृत संभावनाएं प्रदान करते हैं। उनके सूक्ष्म कण आकार और स्वाभाविक रूप से उच्च सतह ऊर्जा के कारण तरल माध्यम में उनके विस्तार आसानी को बढ़ाने के लिए उन्हें प्रायः सतह उपचार की आवश्यकता होती है। विभिन्न प्रकार के सतह उपचारों का उपयोग पहले किया जा चुका है, जिसमें ध्रुवीय समूहों की उपस्थिति में अणु की सतह पर अधिशोषण, बहुलक की मोनोलेयर्स और कार्बनिक रंगद्रव्य की सतह पर अकार्बनिक ऑक्साइड की परतें सम्मिलित हैं।<ref name="Wicks, Z.W. 2007">{{cite book|last=Wicks |first=Z. W. |date=2007 |title=Organic Coatings: Science and Technology |edition=3rd |location=New York |publisher=Wiley Interscience |pages=435–441}}{{missing ISBN}}</ref>
-फैलाव दो अलग-अलग घटनाओं के माध्यम से स्थिर हो सकता है: चार्ज प्रतिकर्षण और स्टेरिक या एंट्रोपिक प्रतिकर्षण।<ref name="Tracton, A. A. 2006"/>आवेश प्रतिकर्षण में, ऐसे कण जिनमें इलेक्ट्रोस्टैटिक आवेश समान होते हैं, एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं। वैकल्पिक रूप से, स्टेरिक प्रभाव या एन्ट्रोपिक प्रतिकर्षण एक ऐसी घटना है जिसका उपयोग विकर्षक प्रभाव का वर्णन करने के लिए किया जाता है जब सामग्री की सोखने वाली परतें (जैसे विलायक के साथ सूजन वाले बहुलक अणु) फैलाव में वर्णक कणों की सतह पर मौजूद होती हैं। पॉलिमर अणुओं के केवल कुछ हिस्से (एंकर) ही सोख लिए जाते हैं, उनके संगत लूप और पूंछ घोल में फैल जाते हैं। जैसे-जैसे कण एक-दूसरे के पास आते हैं, उनकी अधिशोषित परतें भीड़ जाती हैं; यह एक प्रभावी स्टेरिक बैरियर प्रदान करता है जो फ्लोक्यूलेशन को रोकता है।<ref>{{cite journal | last1 = Auschra | first1 = C. | last2 = Eckstein | first2 = E. | last3 = Muhlebach | first3 = A. | last4 = Zink | first4 = M. | last5 = Rime | first5 = F. | year = 2002 | title = नियंत्रित रेडिकल पोलीमराइजेशन द्वारा नए रंगद्रव्य फैलाने वालों का डिजाइन| journal = Progress in Organic Coatings | volume = 45 | issue = 2–3| pages = 83–93 | doi=10.1016/s0300-9440(02)00048-6}}</ref> यह भीड़ प्रभाव एन्ट्रापी में कमी के साथ होता है, जिससे अधिशोषित परत में बहुलक अणुओं के लिए संभव अनुरूपताओं की संख्या कम हो जाती है। परिणामस्वरूप, ऊर्जा बढ़ जाती है और अक्सर प्रतिकारक ताकतों को जन्म देती है जो कणों को एक दूसरे से अलग रखने में सहायता करती हैं।
+जैसे-जैसे बड़े कण छोटे उप-कणों में विभाजित हो जाते हैं वैसे ही नई सतहें निरंतर बनती रहती हैं। जिसके परिणामस्वरूप ये नई सतहें बड़ी सतह ऊर्जा में योगदान करती हैं, जिससे परिणामी कण प्रायः समूह में एक साथ संबद्ध हो जाते हैं। चूँकि तरल मीडिया में प्रसारित कण निरंतर तापीय या ब्राउनियन गति में होते हैं, वे माध्यम से गुजरते और टकराते समय आस-पास के अन्य कणों के लिए एक जटिल आकर्षण प्रदर्शित करते हैं।<ref name="Wicks, Z.W. 2007" /> इस प्राकृतिक आकर्षण का श्रेय अपेक्षाकृत प्रभावशाली कम दूरी के वैन डेर वाल्स बलों को दिया जाता है, जो उनकी सतह ऊर्जा का प्रभाव है। अणु विस्तार का मुख्य उद्देश्य बन्ध को विभाजित और इष्टतम आकार के कणों के स्थिर विस्तार का निर्माण करना है। इस प्रक्रिया में सामान्यतः तीन अलग-अलग क्लेदन, विभाजन और स्थिरीकरण अवस्थाए सम्मिलित होती हैं। ऐसी सतह जिनका क्लेदन करना आसान हो, एक लेप तैयार करते समय वांछनीय होती है जिसके लिए अच्छे आसंजन और उपस्थिति की आवश्यकता होती है। यह सतह के तनाव से संबंधित दोषों, जैसे रेंगना, क्रेटरिंग और संतरे के छिलके के जोखिम को भी कम करता है।<ref name="Tracton, A. A. 2006">{{cite book|last=Tracton |first=A. A. |date=2006 |title=कोटिंग्स सामग्री और सतह कोटिंग्स|edition=3rd |location=Florida |publisher=Taylor and Francis Group |pages=31-6 – 31-7}}{{ISBN missing}}</ref> यह कण विस्तारण के लिए एक अनिवार्य आवश्यकता है। क्लेदन करने पर प्रभावी होने के लिए पिग्मेंट वाहन की सतह का तनाव वर्णक की सतह मुक्त ऊर्जा से कम होना चाहिए।<ref name="Wicks, Z.W. 2007" /> यह वाहन को वर्णक समूह के अंतराल में प्रवेश करने की स्वीकृति देता है। इस प्रकार यह पूर्ण क्लेदन सुनिश्चित करता है। अंत में कणों को एक दूसरे से अलग रखने के लिए प्रतिकारक बल के अधीन किया जाता है, जिससे [[flocculation|फ़्लोक्यूलेशन]] की संभावना अपेक्षाकृत कम हो जाती है।
-फ़ाइल: चार्ज और स्टेरिक या एंट्रोपिक स्थिरीकरण.tif|thumb|center|720x360px|फैलाव स्थिरता तंत्र: चार्ज स्थिरीकरण और स्टेरिक या एंट्रोपिक स्थिरीकरण। विद्युत प्रतिकर्षण बल आवेश के माध्यम से स्थिरीकरण के लिए जिम्मेदार होते हैं जबकि स्टेरिक बाधा एन्ट्रापी के माध्यम से स्थिरीकरण के लिए जिम्मेदार होते हैं।
+प्रसार दो अलग-अलग आवेश प्रतिकर्षण और एन्ट्रॉपी या एंट्रोपिक प्रतिकर्षण घटनाओं के माध्यम से स्थिर हो सकता है।<ref name="Tracton, A. A. 2006" /> आवेश प्रतिकर्षण में, ऐसे कण जिनमें स्थिर वैद्युत विक्षेप आवेश समान होते हैं, एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं। वैकल्पिक रूप से एन्ट्रॉपी या एंट्रोपिक प्रतिकर्षण एक ऐसी घटना है जिसका उपयोग विकर्षक प्रभाव का वर्णन करने के लिए किया जाता है जब पदार्थ की अवशोषित परतें (जैसे विलायक के साथ वलन वाले बहुलक अणु) प्रसार में वर्णक कणों की सतह पर सम्मिलित होती हैं। बहुलक अणुओं के केवल कुछ भाग (एंकर) ही अवशोषित करते हैं और उनके संगत लूप और विलयन में विलेय हो जाते हैं। जैसे-जैसे कण एक-दूसरे के पास आते हैं, उनकी अधिशोषित परतें समब्ध हो जाती हैं। यह एक प्रभावी एन्ट्रॉपी अवरोध प्रदान करता है जो फ़्लोक्यूलेशन को रोकता है।<ref>{{cite journal | last1 = Auschra | first1 = C. | last2 = Eckstein | first2 = E. | last3 = Muhlebach | first3 = A. | last4 = Zink | first4 = M. | last5 = Rime | first5 = F. | year = 2002 | title = नियंत्रित रेडिकल पोलीमराइजेशन द्वारा नए रंगद्रव्य फैलाने वालों का डिजाइन| journal = Progress in Organic Coatings | volume = 45 | issue = 2–3| pages = 83–93 | doi=10.1016/s0300-9440(02)00048-6}}</ref> यह प्रभाव एन्ट्रापी में अपेक्षाकृत कमी के साथ होता है, जिससे अधिशोषित परत में बहुलक अणुओं के लिए संभव अनुरूपताओं की संख्या कम हो जाती है। जिसके परिणामस्वरूप ऊर्जा बढ़ जाती है और प्रायः प्रतिकारक क्षमता उत्पन्न होती है जो कणों को एक दूसरे से अलग रखने में सहायता करती हैं।
+[[File:Charge and steric or entropic stabilizations.tif|center|thumb|534x534px|प्रसार स्थिरता तंत्र: आवेश स्थिरीकरण और एन्ट्रॉपी या एंट्रोपिक स्थिरीकरण मे विद्युत प्रतिकर्षण बल आवेश के माध्यम से स्थिरीकरण के लिए उत्तरदाई होते हैं जबकि एन्ट्रॉपी बाधा एन्ट्रापी के माध्यम से स्थिरीकरण के लिए उत्तरदाई होती है।]]
-== सामान्य सामग्रियों की सतह ऊर्जा ==
+== सामान्य पदार्थो की सतह ऊर्जा ==
 {| class="wikitable" style="text-align:center;"
 |-
-! Material
+! पदार्थ
-! Orientation
+!अभिविन्यास
-! Surface energy <br/>(mJ/m<sup>2</sup>)
+! सतह ऊर्जा <br/>(mJ/m<sup>2</sup>)
 |-
-| [[Polytetrafluoroethylene]] (PTFE)
+| [[Polytetrafluoroethylene|पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन (पीटीएफई)]]
 |
 | 19<ref>{{cite book|last=Kinloch |first=A. J. |date=1987 |title=Adhesion & Adhesives: Science & Technology |publisher=Chapman & Hall |location=London}}{{ISBN missing}}</ref>{{page needed|date=April 2020}}
 |-
-| [[Glass]]
+| [[Glass|काँच]]
 |
 | 83.4<ref>{{cite journal | last1 = Rhee | first1 = S.-K. | year = 1977 | title = Surface energies of silicate glasses calculated from their wettability data | journal = Journal of Materials Science | volume = 12 | issue = 4| pages = 823–824 | doi = 10.1007/BF00548176 | bibcode=1977JMatS..12..823R| s2cid = 136812418 }}</ref>
 |-
-| [[Gypsum]]
+| [[Gypsum|जिप्सम]]
 |
 | 370<ref>{{cite journal | last1 = Dundon | first1 = M. L. | last2 = Mack | first2 = E. | title = The Solubility and Surface Energy of Calcium Sulfate | year = 1923 | journal = Journal of the American Chemical Society | volume = 45 | issue = 11| pages = 2479–2485 | doi=10.1021/ja01664a001}}</ref>
 |-
-| [[Copper]]
+| [[Copper|कॉपर]]
 |
 | 1650<ref>{{cite journal | last1 = Udin | first1 = H. | year = 1951 | title = Grain Boundary Effect in Surface Tension Measurement | journal = JOM | volume = 3 | issue = 1| page = 63  | doi= 10.1007/BF03398958 | bibcode = 1951JOM.....3a..63U | doi-access = free }}</ref>
 |-
-| [[Magnesium oxide]]
+| [[Magnesium oxide|मैग्नीशियम ऑक्साइड]]
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+| (100) समतलीय
 | 1200<ref name="Gilman, J. J. 1960">{{cite journal | last1 = Gilman | first1 = J. J. | year = 1960 | title =  Direct Measurements of the Surface Energies of Crystals| journal = Journal of Applied Physics | volume = 31 | issue = 12| page = 2208 | doi = 10.1063/1.1735524 | bibcode = 1960JAP....31.2208G}}</ref>
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+| [[Calcium fluoride|कैल्शियम फ्लोराइड]]
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+| [[Lithium fluoride|लिथियम फ्लोराइड]]
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 | 300<ref name="Butt, Hans-Jürgen 2006">{{cite book|last1=Butt |first1=H.-J. |first2=Kh. |last2=Graf |first3=M. |last3=Kappl |title=Physics and Chemistry of Interfaces |location=Weinheim |publisher=Wiley-VCH |date=2006}}{{ISBN missing}}</ref>
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+| [[Sodium chloride|सोडियम क्लोराइड]]
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 | 400<ref>{{cite journal | last1 = Lipsett | first1 = S. G. | last2 = Johnson | first2 = F. M. G. | last3 = Maass | first3 = O. | title = The Surface Energy and the Heat of Solution of Solid Sodium Chloride. I | year = 1927 | doi = 10.1021/ja01403a005 | journal = Journal of the American Chemical Society | volume = 49 | issue = 4| page = 925 }}</ref>
 |-
-| [[Potassium chloride]]
+| [[Potassium chloride|पोटेशियम क्लोराइड]]
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+| (100) समतलीय
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 |-
-| [[Barium fluoride]]
+| [[Barium fluoride|बेरियम फ्लोराइड]]
-| (111) plane
+| (111) समतलीय
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 |-
-| [[Silicon]]
+| [[Silicon|सिलिकॉन]]
-| (111) plane
+| (111) समतलीय
 | 1240<ref name="Gilman, J. J. 1960"/>
 |}
 ==यह भी देखें==
 * संपर्क कोण
 * सतह तनाव
 * [[सेसाइल ड्रॉप तकनीक]]
-* [[केशिका सतह]]
+* [[केशिका सतह|कैपिलरी सतह]]
 * [[वुल्फ निर्माण]]
@@ Line 249: / Line 228: @@
 {{Footer energy}}
-{{DEFAULTSORT:Surface Energy}}[[Category: ऊर्जा के रूप]] [[Category: संघनित पदार्थ भौतिकी]] [[Category: भूतल विज्ञान]]
+{{DEFAULTSORT:Surface Energy}}
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सतही ऊर्जा: Difference between revisions

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