พื้นที่ผิวจำเพาะคืออะไร?

พื้นที่ผิวจำเพาะเป็นการวัดของวัตถุของแข็ง มันเปรียบเทียบพื้นที่ผิวของวัตถุกับมวลของมันและมีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งในวัสดุเช่นดินหรือวัสดุที่มีพื้นผิวเรียบในทางทฤษฎี แต่จริง ๆ แล้วมีข้อบกพร่องเช่นรอยขีดข่วน มีเทคนิคการวัดหลายแบบซึ่งสามารถให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันได้โดยแต่ละวิธีนั้นเหมาะกับวัสดุประเภทใดประเภทหนึ่งโดยเฉพาะ

จากมุมมองทางคณิตศาสตร์นี่เป็นแนวคิดที่ง่ายมาก ตัวอย่างเช่นลูกบาศก์ 4 นิ้ว (10 ซม.) มีพื้นที่ผิวรวม 6 x 4 นิ้ว x 4 นิ้วซึ่งเท่ากับ 96 ตารางนิ้ว (660 ตารางเซนติเมตร) หากลูกบาศก์มีมวล 7 ออนซ์ (ประมาณ 200 กรัม) พื้นที่ผิวจำเพาะคือ 13.7 ตารางนิ้วต่อออนซ์ (ประมาณ 3.3 ตารางเซนติเมตรต่อกรัม)

พื้นที่ผิวจำเพาะยังสามารถใช้ในการวัดข้อบกพร่องและความไม่สอดคล้องกัน ตัวอย่างเช่นชุดของลูกเต๋าจะมีพื้นที่ผิวและมวลแตกต่างกันเล็กน้อยไปยังคิวบ์บริสุทธิ์เนื่องจากลักยิ้มที่ระบุตัวเลข ไม่ว่าสิ่งนี้จะนำไปสู่พื้นที่ผิวที่สูงขึ้นหรือต่ำลงขึ้นอยู่กับขนาดและความลึกของรอยบุ๋ม โดยทางทฤษฎีแล้วลูกเต๋าทุกอันจะมีพื้นที่ผิวที่เหมือนกันกับอีกอันหนึ่ง แต่อาจมีการแปรผันหากไม่ได้ทำอย่างสม่ำเสมอ แนวคิดนี้สามารถนำไปใช้ในระดับที่ไกลกว่าตัวอย่างเช่นในรอยขีดข่วนบนชิ้นส่วนโลหะที่เรียบเป็นอย่างอื่น

มีสามวิธีหลักในการวัดพื้นที่ผิวจำเพาะ สิ่งแรกคือผ่านการดูดซับซึ่งเป็นที่ซึ่งอนุภาคของก๊าซของเหลวหรือของแข็งแท่งที่ละลายอยู่กับวัสดุที่ถูกวัด ตัวอย่างทั่วไปของกระบวนการคือเมื่อความชื้น "เปียก" โดยซิลิกาเจล สูตรซับซ้อนที่เรียกว่าสมการ BET สามารถคำนวณพื้นที่ผิวจำเพาะโดยใช้ข้อมูลที่สังเกตได้ในระหว่างกระบวนการนี้ อย่างไรก็ตามผลลัพธ์จะแตกต่างกันไปตามวัสดุที่ใช้ในการดูดซับ

การวัดที่ง่ายกว่าเหมาะสมที่สุดสำหรับวัสดุเช่นดินคือการกระจายตัวของอนุภาค สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการใช้วิธีการที่หลากหลายในการจัดเรียงอนุภาคแต่ละอันของวัสดุตามขนาด สิ่งนี้สามารถทำได้ง่ายๆเช่นเดียวกับการใช้ช่วงขนาดหรือในลักษณะที่ซับซ้อนเช่นเดียวกับการใช้ลำแสงเลเซอร์

วิธีที่สามใช้สำหรับวัสดุในรูปแบบผง มันเกี่ยวข้องกับการบังคับให้ก๊าซเช่นอากาศผ่านเตียงของผงและการวัดความต้านทานที่เกิดจากอนุภาค วิธีการหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปในการประเมินคุณภาพของผงซีเมนต์ความคิดที่ว่าพื้นที่ผิวจำเพาะจะมีผลต่อความเร็วที่ตั้งไว้