химический каталог




Поверхностные силы

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

ЕРХНОСТЕЙ

Смачивание жидкостью поверхности твердых тел характеризуется величиной равновесного краевого угла 0О, который определяется в точке пересечения продолжения профиля невозмущенной поверхностными силами объемной жидкости с подложкой (рис. XI.1). Условия равновесия в такой системе определяются известным уравнением Юнга:

COS 80 =а q t (XI.1)

где Gsv и oSL — удельные межфазные поверхностные энергии твердого тела на границе с паром и с жидкостью соответственно; а — поверхностное натяжение объемной жидкости. Однако, поскольку значения o*Sy и OSL в отличие от о* не поддаются экспериментальному определению, уравнение Юнга используется, как правило, не для расчетов 0О, а для решения обратной задачи: нахождения разности {osv — °"sl) на основании измеряемых значений 80 и о. Задача расчета краевых углов с помощью уравнения Юнга осложнена еще и тем, что твердая поверхность может адсорбировать пар, и значения § 1. Теория смачивания

Бангхам и Разоук [1] предложили рассчитывать значения osv (Г) на основании изотермы адсорбции пара смачивающей подложку одно-компонентной жидкости Г (p/ps), где p/ps— относительное давление пара. Применяя уравнения Гиббса d [v

osv (Г) = G%v — RT Г (p) d In p, (XI.2)

0

/где Osv — значение Osv для «сухой» поверхности при р = 0 и Г — = 0.

Фрумкин [2] и Дерягин [3] показали, что объемная жидкость может образовывать конечные краевые углы 0О с полимолекулярными пленками, которые могут рассматриваться как прослойка жидкой фазы, находящаяся в силовом поле межфазных поверхностей, между

которыми она заключена. Фрумкин предложил использовать для описания условий такого равновесия понятие натяжения пленки 07, эквивалентное o"sv и зависящее от ее толщины h: Of — Osv При ЪО значения osv становятся равными сумме двух межфазных натяжений: о -j- O*SL- Рассматривая зависимость Of от h, Фрумкин показал возможность метастабильных состояний смачивающих пленок при неполном смачивании и определил условие полного смачивали я как О/ a -f OSL. Здесь следует особо отметить постулированную возможность существования значений 07, превышающих о* + O*SL» не предусмотренную уравнением Юнга и связанную как

dS

Рис.ХЫ. Равновесие объемной жидкости со смачивающей пленкой

Рис.Х1.2. К расчету равновесия мениска со смачивающими пленками в плоском капилляре шириной 2Н

показано в [3], с образованием переходной зоны между мениском жидкости и пленкой. Было показано также [3], что условие равновесия жидкости со смачивающей пленкой можно описать, используя вместо неизвестной функции 07 (К) изотерму расклинивающего давления смачивающих пленок П (h), доступную прямому экспериментальному определению.

Условие равновесия мениска с пленками в плоском капилляре1 шириной 2Н Дерягин получил [3], приравнивая к нулю вариацию свободной энергии 6G в процессе изотермической перегонки 6N молей жидкости с поверхности мениска (сохраняя его форму) на поверхность смачивающих пленок. Свободная энергия Гиббса G для такой, системы (рис. XI.2) может быть записана в виде

всЙ-На/а + й, (XL 3)

гдеscnsa — площади заполненного и свободного от конденсата участков щели; fl ж fa — удельные поверхностные свободные энергии

участков конденсата и пленок; fs — свободная энергия мениска, включая переходную зону. При условии Н J> h0, где h§ — толщина равновесной пленки, можно принять

/c-2aSL, (XI.4)

fa = 2oSL + 2o + 2f(k), (XI.5)

где / (А) — избыточная свободная энергия на единицу площади тонкой пленки, обусловленная действием поверхностных сил. Как было» показано в главе II, f(h)~ jj 11(h) dh. При виртуальном смещении

h

мениска в капилляре на малое расстояние 6s в результате перегонка пара на поверхности пленки получим следующее условие равновесия:

«-(Й-Й)&-4г*,вл=о. (xi.6>

Используя условия равенства перегоняемых объемов oNvm = = 2 (Н — k) ds = 2

страница 207
< 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
Барная мебель Желтый
курс exel
вентилятор вкр-6.3 2.2/1000
оригинальный гироскутер с дистанционным управлением

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
(09.12.2016)