химический каталог




Поверхностные силы

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

нием давления: Ди. = —vmAP. Последнее может иметь причиной либо капиллярные эффекты, связанные с изменением кривизны поверхности АР = а К (я, у, z), либо действие поверхностных сил, которое может быть выражено как АР = П. Предполагая аддитивность действия поверхностных и капиллярных сил, приходим к выражению (XI. 16).

Оно применимо для пологих профилей переходной зоны, когда для описания действия поверхностных сил можно пользоваться изотермами плоских смачивающих пленок П (h). Это означает, что поверхностные силы, действующие на элементарном участке поверхности переходной зоны h (ж), принимаются такими же, как и для плоской пленки той же толщины h. В случае крутых профилей это приближение неприменимо, так как на состояние слоя с локальной толщиной h (х) оказывает влияние не только непосредственно расположенный под этой точкой участок поверхности, но также и соседние участки твердой поверхности и жидкости. Давление в точке h (х, у, z) должно описываться в этом случае некоторым функционалом поверхностных сил Ф (х, у, z) = Ф (k, h\ h'\ . . .).

Первые попытки расчета такого функционала смачивающей пленки в виде клина сделаны в работах [28, 29]. В общем случае задача равновесия переходной зоны с резко меняющейся толщиной слоя жидкости может решаться методами статистической механики на основе потенциалов межмолекулярных взаимодействий жидкость— жидкость и жидкость—подложка.

В ряде работ предполагалось учесть зависимость от локальной толщины слоя h не только расклинивающего давления, но и поверхностного натяжения о* [26, 30—33]. Однако это приведет к формальному нарушению условия механического равновесия неплоской пленки. На ее поверхности возникает ничем не скомпенсированный градиент тангенциального напряжения сдвига т = да/дх. Это кажущееся противоречие объясняется тем, что в тонкой пленке нельзя корректно выделить ее «поверхностное» натяжение и строго разделить капиллярные и поверхностные силы. Распределение тангенциальной составляющей тензора давления по толщине пленки зависит от действия силовых полей одновременно двух ее поверхностей раздела. Это позволяет рассчитывать и измерять лишь натяжение пленки в целом. Но в этом случае неприменимы классические уравнения теории капиллярности, включающие только поверхностное натяжение. Попытки поправить дело введением зависимости его от толщины слоя не ведут к цели. Поэтому уравнение (XI. 16) можно использовать для относительно толстых пленок, где еще можно выделить их «поверхностную» часть и пользоваться понятием поверхностного натяжения а. Для таких пленок о мало отличается от объемных значений, и много больший вклад в изменение капиллярного давления вносят изменения кривизны поверхности, меняющие не только его величину, но и знак.

Уравнение (XI. 16) было применено для нахождения профилей переходной зоны в случае полного смачивания для пленок и менисков в плоской щели различной ширины [27, 34], а также для капель на твердой подложке [35]. Была решена также задача устойчивости

равновесие мениска с пленками. Как видно из рис. XI.9, радиус кривизны невозмущенной поверхностными силами поверхности мениска Лс оказывается при этом меньше, чем Я — /г0, что связано с наличием переходной зоны. Значение h% = Н — Rc оказывается равным

An

К _ « + (Я/Ао) / (Л)

«+/(*)

1 +

(XI.18)

Протяженность переходной зоны I (см. рис. XI.9) по порядку величины составляет (HhQ)4* [34]. Так, для щели шириной Я =

— 10~2 см и пленки толщиной h0 — 10~6 см переходная зона имеет длину около 1 мкм.

//*/S/////I///////S/S////////4 (////////// У

0

Для случая, когда взаимодействие пленки с подложкой определяется только молекулярными силами и, следовательно, П (h) = = — А 0/6яД3 (где А о 0), оценки толщины слоя h% по уравнению (XI. 18) приводят (для Я = 10"2 см, А0 = —10~13 эрг, а = 35 дин/см и h0 = 10~6 см) к значению hjh0r равному примерно 1,7. Таким образом, наличие переходной зоны существенна влияет на условия равновесия мениска в порах и на величину капиллярного давления. Последнее обстоятельс

страница 213
< 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
курсы флэш
купить профессиональную установку караоке
шторка на автомобильные окна
как сделать скамейку из металла

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
(05.12.2016)