химический каталог




Поверхностные силы

Автор Б.В.Дерягин, Н.В.Чураев, В.М.Муллер

мим их электростатическим взаимодействием. Он всего сильнее выражен и легче всего рассчитывается теоретически тогда, когда заряды имеют полную возможность перемещаться вдоль поверхности раздела, что имеет место при нелока-лизованной адсорбции ионов, или в том случае, когда энергия связи при локализованной адсорбции невелика и для расчета вероятности заполнения адсорбционных центров можно воспользоваться распределением Больцмана. Расчеты такого рода были проведены авторами в ряде работ [49—51], суть которых сводится к следующему.

Наиболее простым для расчетов оказывается случай, когда концентрация ионов на обеих поверхностях невысока и вероятность нахождения заряда в данном месте можно с известным приближением считать не зависящей от положения его соседей в той же плоскости. Чтобы найти среднюю силу взаимодействия поверхностей, поступим следующим образом (рис. VI.20). Направим ось z нормально к поверхностям раздела I vt II и поместим заряд в точку пересечения оси z с плоскостью I. При сделанных предположениях число зарядов q2 в плоскости /7 внутри кольца радиуса г и ширины dr равно

dw = 2itrdrn2 ехр [ — q (г, h) / kf] (VI. И 5)

где п2 — средняя поверхностная концентрация зарядов q2; ц>г — электрический потенциал, создаваемый зарядом дх и всеми его изображениями в плоскостях I и II, в точках окружности радиуса г в плоскости II. Нормальная к плоскостям компонента силы взаимодействия зарядов qr и q2 равна

0ф (г, h)

dh

(VI.116)

Среднее значение Fx силы взаимодействия одного заряда qx со всеми зарядами q2 в плоскости 77 равно

s

где S — площадь поверхности раздела (S оо), а среднее значение

силы взаимодействия плоскостей (в расчете на 1 см2 поверхности)

равно F = где пг — поверхностная концентрация зарядов qx.

Таким образом,

F(h) = ~2nn1n2q2 jj -3L ег«п*тг dn (VI.117)

о

и задача сводится к нахождению потенциала qpx (г, /г). Решение этой электрической задачи для двух сред с разными диэлектрическими ппоницаемостями ех и е2, разделенных прослойкой с диэлектрической проницаемостью е, было получено в работе [49]. Однако основные особенности поставленной задачи яснее всего видны, если для простоты сразу пренебречь эффектами сил изображения, связанными с различиями в значениях е. Тогда

ФХ = R = (г2 + Aa)V. (VI.118)

и подстановка (VI. 118) в (VI. 117) немедленно приводит к простой формуле

F = 2nmn2kTh (1 — егъъ1&тну (VI.119)

В вбздухе расстояние &ц, на котором энергия электрического взаимодействия двух элементарных зарядов (| дг | = [ q2 | = е) при комнатной температуре равна энергии теплового движения kУ, близко к 600 А, в воде, где е = 80, оно примерно равно 7 А. Разложение экспоненты в (VI. 119) в ряд при h> ks по степеням малого отношения qqJzhkT приводит к результату

F = F00— 2jxrai"aglg2 = = Ем = E2a1} (VI. 120)

который и следовало ожидать для силы, действующей на единицу площади поверхности, если учесть, что ох — q и а2 = #22 ~ плотности поверхностных зарядов и что по теореме Гаусса напряженность поля Eii создаваемого бесконечной плоскостью /, равна Ег = — 2яа1/?. В частности, приах = ~а2 = а сила F = Fc — —2xta2/e есть просто обычная сила притяжения обкладок плоского конденсатора. На меньших расстояниях h разложение (VI. 119) дает

и характер изменения силы с расстоянием определяется, как видно из (VI. 121), соотношением знаков заряда поверхностей. Для одноименно заряженных поверхностей (qxqz ]> 0, F 0) сила отталкивания должна уменьшаться при сближении из-за относительного смещения зарядов в положение максимального удаления друг от друга при неизменной средней плотности. При этом нормальная к поверхностям составляющая силы должна стремиться к нулю при h 0. Это действительно следует из (VI. 119). Для разноименно заряженных плоскостей {д2 <С 0, F <; 0) сила притяжения должна возрастать по мере сближения поверхностей вследствие того, что из-за усиливающегося взаимодействия между парами зарядов, расположенных разных плоскостях, увеличивается и их вероятность нахождения на минимально возможном р

страница 100
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Поверхностные силы" (3.52Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
КНС - Кликните и при заказе введите промокод "Галактика" на скидку - WD40EFRX цена - у нас всегда дешево!
Вся техника в KNSneva.ru 80TJ0041RK - офис в Санкт-Петербурге, ул. Рузовская, д.11, КНС Нева.
объемные буквы на подложке
наклейки для бензовоза в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(29.03.2017)