химический каталог




Поверхностные силы

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

рений было много больше толщины подобных слоев и, во-вторых, так как диэлектрическая проницаемость, близко связанная с величиной молекулярного притяжения, у адсорбционных пленок примерно такая же, как у кварца. При этом если диэлектрические проницаемости пленки и кварца не слишком далеки друг от друга по величине, то наличие адсорбционной пленки толщиной, например, 10 А вызывает изменение «эффективного» (измеряемого оптически) зазора между кварцевыми поверхностями на величину того же порядка, т. е. на 10 А, что примерно компенсирует изменение молекулярного притяжения.

§ 3. Микроскопическая и макроскопическая теории молекулярного притяжения макрообъектов

Существуют два принципиально разных подхода к расчету молекулярного взаимодействия макротел — микроскопический и макроскопический.

Согласно Лондону [4], энергия взаимодействия и между отдельными атомами или молекулами на расстояниях г, больших по сравнению с их размерами, в соответствии с уравнением (1.1) равна

и = — р/г6,

где р — положительная константа, постоянная для данного сорта атомов.

Теория Лондона имеет свои пределы применения, а именно расчеты становятся несправедливыми не только для очень малых расстояний между атомами, когда перекрываются их собственные волновые функции, но, также и для достаточно больших расстояний, когда необходимо учитывать эффект электромагнитного запаздывания. Последнее было учтено Казимиром и Польдером [12] методами квантовой электродинамики. На больших расстояниях, согласно развитой Казимиром и Польдером теории, энергия взаимодействия двух одинаковых атомов выражается уравнением (1.2):

и = — (23/4л) (ПсаУг1) = —CJr\

где % — постоянная Планка; с — скорость света; сс0 — статическая поляризуемость атомов.

Таким образом, были развиты теории, объясняющие происхождение межмолекулярного притяжения и позволяющие рассчитывать взаимодействие свободных атомов и молекул. В предположении аддитивности лондоновских сил молекулярное притяжение между телами, состоящими из большого числа молекул, рассматривалось как равнодействующая сил притяжения между всеми парами молекул, составляющими данные тела (так называемый микроскопический подход). Так, де Бур [13] и Гамакер [14] рассчитали взаимодействие двух одинаковых тел, содержащих q молекул в единице объема, интегрированием элементарных взаимодействий, подчиняющихся закону Лондона. Гамакер вывел формулы для энергии и силы притяжения F > 0 между телами, имеющими форму сфер, сферы и бесконечной плоской стенки, и, наконец, между двумя плоскими, параллельно расположенными стенками. Если кратчайшее расстояние между поверхностями Я много меньше радиуса их кривизны /?<>, то энергия взаимодействия двух сфер дается выражением

U = -4/У12Я, (IV.3)

а сила их притяжения равна

F = ARJ12H2. (IV.4)

В случае сферы и плоскости энергия и силы взаимодействия равны соответственно

U = -Л/У6Я, (IV.5)

F = ARQ/QH2. (IV.6)

Наконец, для двух бесконечных пластин энергия, приходящаяся на единицу поверхности, равна

U - —All2nIP, (IV.7)

а сила, действующая на единицу поверхности, составляет

/ - Л/бяЯ3. (IV.8)

Здесь А — n2q2$ обозначает введенную Гамакером константу, которая зависит от природы взаимодействующих тел. Эти формулы часто используются для расчетов взаимодействия между одинаковыми коллоидными частицами и другими макроскопическими объектами.

Если проводить аналогичные расчеты с учетом эффекта электромагнитного запаздывания, то в предельном случае достаточно больших расстояний получим для энергии, приходящейся на единицу поверхности параллельных пластин, выражение

U - -ЛЗОяЯ3 (IV.9)

и для силы, действующей на единицу поверхности, формулу

/ = ili/lOrtff4, (IV. 10)

где Ai = n2q2Ci.

В действительности, аддитивность лондоновских сил в случае конденсированных тел ни теоретически, ни экспериментально не обоснована. Это было бы законно лишь для неосуществимого случая двух сильно разреженных тел (т. е. газов), разделенных зазором. Кроме того, в конденсированных телах атомные и молекулярные

страница 41
< 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
центр переобучения
куплю сковородку
футбольные мячи adidas brazuca
Ланч бокс MadPax купить

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
(26.05.2017)