химический каталог




Поверхностные силы

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

го давления к статике и кинетике систем, включающих тонкие жидкие прослойки неравномерной толщины. Неприменимость изложенного выше подхода возникает в следующих случаях:

1) когда прослойки разделяют поверхности, имеющие ребра, углы либо радиусы кривизны одного порядка или меньшие толщины слоя, в котором расклинивающее давление существенно отлично от нуля, например в случае высоко дисперсных систем;

2) в переходной зоне вблизи больших краевых углов, где толщина слоя быстро меняется с расстоянием и поэтому локальное расклинивающее давление П (h) не равно давлению плоскопараллельной прослойки.

§ 6. Равновесие пленок в поле тяжести

Рассмотрим теперь два примера равновесия тонких пленок жидкости в поле тяжести.

. \

dH

j <

И

Рис. II.8. Профиль вытягиваемой из жидкости свободной пленки, содержащей ПАВ

Пусть свободная пленка, содержащая растворенные молекулы ПАВ, вытянута из жидкости путем поднятия горизонтальной смачиваемой ею проволочки или нити (рис. И.8). Сила тяжести, действующая на элементарный участок пленки от уровня Н до Н -f- dH, очевидно, уравновешивается разностью натяжений пленки doQ, свяэанной с разностью толщин dh на обоих уровнях. Как известно, различная степень растяжения пленки, нарушая адсорбционное равновесие, приводит к разным значениям адсорбции на границе с газовой фазой и, как следствие, к разным значениям поверхностного натяжения о*хз на обеих поверхностях пленки: более высоким в более тонком месте.

Этот эффект «эластичности» пленки, рассмотренный еще Гиббсом, не связан с расклинивающим давлением в пленке, так как наблюдается и для пленок настолько толстых, что в них не происходит перекрытия приповерхностных слоев и их средняя часть обладает свойствами объемной фазы. Он, однако, релаксирует по мере того, как за счет диффузии компонентов вдоль пленки система стремится к состоянию термодинамического равновесия, при котором химические потенциалы \it всех компонентов удовлетворяют условию

ЬЦ -h i®igH — const = Си (11.21)

где mi — масса моля г-го компонента; g — ускорение силы тяжести; Сг — некоторая константа. При этом, однако, из уравнения Гиббса

do13 = —2Г|<*ц, = gdHHTtniii (И.22)

применимого для пленки, средние слои которой обладают свойствами объемной фазы, следует, что разность поверхностных натяжений do13 способна уравновесить только ту часть веса участка пленки, которая заключена в адсорбционных поверхностных слоях. Средняя же часть пленки, сохраняющая свойства фазы, будет] стекать д© наступления перекрытия поверхностных зон. Но тогда в действие вступят эффекты, связанные с расклинивающим давлением пленки.

При полном термодинамическом равновесии систем, помимо условия механического равновесия всей пленки как целого, должны соблюдаться также условия детального механического равновесия для каждого элементарного слоя пленки единичной ширины толщиной dz и высотой dH. Отсюда следует уравнение

; dPw (z) = -pgdH, " (11.23)

где z — координата, отсчитываемая от плоскости симметрии пленки по нормали к ней. Это уравнение должно выполняться для любых z. Следовательно, пренебрегая зависимостью плотности жидкости в пленке р от ее толщины и от координаты z, получимfpL =_?р = const. (11.24)

Одновременно имеем равенство

Ргш = Plt (11.25)

где Рг — давление во внешней газовой фазе на том же уровне Нш Следовательно,

где рх — плотность внешней газовой фазы.

Кроме того, должно выполняться условие полного механического равновесия всей пленки

дв0

дН

Wgh(p~9l), (11.27)

где 0О — натяжение всего слоя; W — его эффективный вес на единицу площади с учетом как адсорбции внешнейфазы, так и закона Архимеда; h — эффективная толщина пленки.

Подставляя в уравнение (11.11) значения Рг% из (11.26) и РНн (z) = = Рт (z) из (N.24), после интегрирования уравнения (11.27) от

— СЮ ДО +00 ПОЛУЧИМ

+00 +00

I [Pzz-PHH(z)]dz= jj (9-9l)gdz = (9-9l)gk. (11.28)

—оо

На первый взгляд кажется, что полученные общие, как и ранее написанные, дифференциальные условия равновесия систе

страница 25
< 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
Акция сайта - кликни получи скидку в KNS по промокоду "Галактика" - lenovo h50 00 - поставщик товаров для дома и бизнеса.
кухонный стол из стекла купить
дарение земельного участка сыну
купить реле давления вентилятора 45/35 ра

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
(18.01.2017)