химический каталог




ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ, энергия, сосредоточенная на границе раздела фаз, избыточная по сравнению с энергией в объеме. При увеличении поверхности раздела фаз удельная полная ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ э. (на единицу поверхности) e характеризует увеличение энергии системы. Она равна сумме механические работы s образования единицы площади поверхности и поглощаемой при этом теплоты q. B обратимом изотермодинамически процессе , где Т-абс. температура, — -удельная поверхностная энтропия (связанная энергия). Обычно, говоря о ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ э., имеют в виду удельная свободную ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ э. s. С ростом температуры вдали от критической точки s линейно уменых ается, тогда как e практически от температуры не зависит. При приближении к критической точке различие в свойствах контактирующих фаз сглаживается и ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ э. обращается в нуль (см. Критическое состояние). Термин "П. э." применяют обычно для границы твердое тело-газ (пар); если граничащие фазы суть твердое тело и жидкость или две несмешивающиеся жидкости, пользуются термином "межфазная энергия". Уд. свободная ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯэ. на границе раздела жидкость-газ (пар) называют поверхностным натяжением.

ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ э. связана с меж молекулярным взаимодействием, так как состояние частиц (атомов, молекул) на границе раздела фаз отличается от состояния в объеме фаз вследствие нескомпен-сированности силовых полей частиц на поверхности раздела. Состояние поверхности и поверхностные силы играют существ. роль в тех случаях, когда поверхность сильно развита (например, в высокодисперсных системах), при получении вещества в виде тонких пленок, когда сфера действия приповерхностных сил соизмерима с толщиной пленок, в капиллярных явлениях. При образовании (увеличении) поверхности раздела фаз затрачивается работа против нескомпенсированных сил межчастичного взаимодействия на поверхности. ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ э. s определяется как работа образования единицы площади поверхности (размерность Дж/м2) или как сила, приложенная к контуру на поверхности и препятствующая увеличению поверхности; тогда ее размерность Н/м. Для жидкостей мол. природы и твердых тел ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯэ. s равна: сжиженные инертные газы-единицы мДж/м2, органическое вещества-десятки мДж/м2, вещества ионной природы - первые сотни мДж/м2, металлы-от долей Дж/м2 (легкоплавкие) до несколько Дж/м2 (тугоплавкие).

Эксперим. измерение ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯэ. в твердых телах представляет собой трудную задачу из-за медленного (по сравнению с жидкостью) протекания релаксац. процессов и большой диссипации энергии при разрушении и образовании новой поверхности, что обычно затрудняет проведение этого процесса как изотермического обратимого. Существует несколько методов измерения ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯэ. твердых тел, из которых наиболее достоверные результаты дает метод нулевой ползучести (Таммана-Удина), основанный на наличии у тела вязкой ползучести, т.е. способности при достаточно высокой температуре медленно течь под действием приложенной силы. Графич. интерполяция величины этой силы к значению, при котором вязкая ползучесть уравновешивается поверхностным натяжением s, позволяет определить ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ э. Для упругих тел с хрупким разрушением ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ э. можно определить лишь в случаях совершенной спайности, например при обратимом расщеплении листочка слюды, путем измерения работы образования поверхности (метод Обреимова); последний применим также для определения межфазной энергии на границе твердое тело-жидкость.

Кристаллическая тела характеризуются анизотропией ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯэ.: наименьшей ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯэ. обладают грани с наиболее плотностью частиц; у граней с большими кристаллографич. индексами ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ э. выше, чем у граней с малыми. Особенно велики различия в значениях ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯэ. различные граней у слоистых кристаллов-графита, слюды. Межзеренная энергия линейно растет с увеличением угла разориентации сросшихся кристаллов до некоторого предела, после которого она не зависит от угла разориентации. В областях хорошего совпадения узлов кристаллич. решеток контактирующих зерен наблюдается уменьшение межзерен-ной энергии. Для металлов отношение межзеренной энергии к ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯэ. достигает 0,3-0,4, для ионных кристаллов-0,5. Разработаны методы теоретич. расчета ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯэ. кристаллов с разным типом связи.

ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯэ. в значительной степени определяет форму кристаллов, работу образования новой фазы, прочность твердых тел, поверхностные явления, капиллярные явления, устойчивость дисперсных систем и др.

Литература: Межфазовая граница газ-твердое тело, пер. с англ. под ред. Э. Флада, M., 1970; Миссол В., Поверхностная энергия раздела фаз в металлах, пер. с польск., M., 1978. H. В. Перцов.

Химическая энциклопедия. Том 3 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
бизнес класс в аренду под такси
lineacali dalia купить в спб
билеты на спектакль с наступающим театр современник
стол обеденный ширина 110

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
(20.09.2017)