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当使表面增加ΔＳ面积时，外界对系统所
做的功为ΔＷ＝σΔＳ。外界所做的功仅用于抵抗表面张力而使系统表面积增大所消耗的能量。
该功的大小等于系统自由能的增量，即
ΔＷ＝σΔＳ＝ΔＦσ＝ΔＦΔＳ（１１１）
由此可知，表面自由能即单位面积上的自由能。由于表面自由能可表达为力与位移的乘
积，因此，［σ］＝Ｊｍ２＝Ｎ·ｍｍ２ ＝Ｎｍ
这样，σ又可理解为物体表面单位长度上作用着的力，即表面张力。表面自由能与表面
张力在数值上是相同的，它们是从不同角度描述了同一现象。但在习惯上往往都采用表
面张力这个名词。
④ 实际液态金属的结构 以上描述的是理想纯金属的液态结构，其中只存在游动原子
团和原子集团间的空穴，液态中的原子存在着很大 “能量起伏”，游动的原子集团时聚时
，此起彼伏而存在 “结构起伏”。实际液体金属的结构要比纯金属复杂得多。
实际上，纯金属是不存在的。实际金属中，即使非常纯的实际金属中总存在着大量杂质
子。例如，纯度为９９９９９９９９％的纯铁，即杂质量为１０－８，每摩尔体积 （７１ｃｍ３）中总
原子数为６０２３×１０２３，则每１ｃｍ３ 铁液中所含杂质原子数约相当于１０１５个数量级。
３黏度对液态形成过程的影响
（１）对液态金属流态的影响 流体的流态决定于雷诺
数Ｒｅ。据流体力学，临界雷诺数Ｒｅ临等于２３００，Ｒｅ＞２３００
为紊流，
从以上二式得知，ｆ层 ∝η，而ｆ紊 ∝η０．２
。可见，液态金属的流动阻力在层流时受黏度的
影响远比在紊流时的大。液态金属的动力黏度一般都大于水的动力黏度，但它们的运动黏度
和水的接近。所以，一般浇注情况下，液态金属在浇注系统和型腔中的流动皆为紊流。在型
腔的细薄部分，或在充型的后期，由于流速显著下降，才呈层流流动。
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