Innere Oberfläche


Innere Oberfläche

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Die innere Oberfläche von porösen oder körnigen Feststoffen umfasst die Gesamtheit aller darin enthaltenen Oberflächen, also auch jene, die sich zwischen den einzelnen Körnern bzw. durch die Porenränder ergeben. Die eigentliche Messgröße der inneren Oberfläche ist die spezifische Oberfläche. Bei der äußeren Oberfläche handelt es sich im Gegensatz hierzu um die von außerhalb direkt ersichtliche Oberfläche, also jene, die man bei der Verpackung des Stoffsystems erhalten würde.

Grundlagen

Alle porösen (schwamm- oder schaumartigen) Materialien wie auch Haufwerk (etwa Pulver und Schüttungen) sind von zahlreichen Hohlräumen durchzogen. Da alle chemischen Reaktionen wesentlich davon abhängen, wie groß deren Angriffsfläche im Vergleich zum Volumen ist, kommt der inneren Oberfläche eine große Bedeutung zu. So sind zum Beispiel feine Metallspäne leicht entzündlich, während dies auf größere Metallstücke nicht zutrifft. Auch die Verwitterungsstabilität eines Gesteins wird durch dessen Größe und die Anzahl von Rissen wesentlich mitbestimmt. Ahnliche Effekte gibt es auch bei zahlreichen rein physikalischen Phänomenen, etwa Kapillarwirkung und Feuchtespeicherung, Wärmedämmung, Lichtreflexion und anderem.

Spezifische Oberfläche

  • Massenbezogene spezifische Oberfläche: Gibt an, welche Oberfläche ein Kilogramm eines Materials besitzt.
    Formelzeichen ist $ S_m $, die Einheit ist /kg.
  • Volumenbezogene spezifische Oberfläche: Gibt an, welche Oberfläche ein Kubikmeter eines Materials besitzt.
    Formelzeichen ist $ S_V $, die Einheit ist m²/.

Die spezifische Oberfläche wird mit einer Oberflächenmessung bestimmt.

Die kleinste spezifische Oberfläche (bei vorgegebenen Volumen) weist dabei die Kugel auf. Ihre spezifische Oberfläche ergibt sich zu $ S_V = 6/d $

Siehe auch

Literatur

  • M. Stieß: Mechanische Verfahrenstechnik 1. Springer Verlag Heidelberg, 1995.