內聚功

內聚功（work of cohesion），又稱自粘功，是化學領域表征液體內部結合強度的物理量。其定義為將橫截面積1m的液柱沿中部拉斷所需消耗的功，數值上等於該液體表面張力的兩倍，可通過公式WAA=2σA計算，其中σA為液體表面張力。

內聚功反映同種液體分子間的相互作用力強度，與異種物質間的粘附功形成對比。在冶金工業中，通過比較渣-金屬粘附功（W粘附=σ渣+σ金屬-σ渣-金屬）與渣的內聚功（W內聚=2σ渣），計算K=W粘附-W內聚的值，當K為負值時更利於液態渣與金屬的分離。例如鹼性電弧爐冶煉高碳鋼時，需將界面張力較低的電石渣轉化為白渣以提高分離效率。

基本介紹

• 中文名：內聚功
• 外文名：workofcohesion
• 學科分類：化學
• 別名：自粘功

概念

兩部分完全相同的液體(A，A)相互接觸後，它們之間相互吸引的能量。這兩部分液體之間不會再形成新的界面，或者說要將同一種液體分開的話，為了克服分子間的相互作用力所需要消耗的能量，儘管這個實驗在實際上無法進行，但可以這樣計算所消耗的能量：

式中：W_AA為內聚功，σ_A為液體的表面張力。

此能量稱為液體的內聚功，即同種液體之間的吸引強度。相反的情況，則稱為黏附功，如圖1b所示。

圖1

表中列出了幾種液體的內聚功和這些液體對水的粘附力

幾種液體的內聚功、粘附功(對水)和鋪展係數(對水)，25℃

套用舉例

研究內聚功、粘附功，根據K的正負判斷兩個相是否展開對冶金過程是有用的。例如，渣與金屬之間的粘附功為：W_粘附 =σ_渣 +σ_金屬 -σ_渣-金屬

渣的內聚功為：W_內聚= 2σ_渣

所以K = W_粘附 - W_內聚

為了使渣和金屬易於分離，必須使W_粘附功< W_內聚功，即希望K為負值。這就要求σ_渣和σ_渣-金屬越大越好。σ_渣-金屬，說明渣的內聚功大，不易分散；σ_渣-金屬大，說明渣與金屬界面縮小的趨勢大，有利於渣一金屬的分離。以鹼性電弧爐冶煉高碳鋼時，在還原期必須要造電石渣，才能對鋼液進行擴散脫氧和去硫。但是，電石渣中含有CaC₂，它會使渣一鋼界面張力降低，這就不利於渣與鋼液的分離，造成鋼的污染，使鋼的質量變壞，所以在出鋼時，先要把電石渣破壞，使之變為白渣(一種界面張力較高的渣)後再出鋼。