Головна
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати

Поверхневий натяг і поверхнева енергія

  1. Алгоритми роботи з Старими і Новими Енергіями
  2. Вплив температури на поверхневий натяг
  3. Внутрішня енергія та способи її зміни
  4. Внутрішня енергія тіл і способи її зміни. Види теплопередачі, їх облік і використання в побуті
  5. Довжини релаксація нейтронів в середовище в залежності від середовища і енергія нейтронів
  6. Завдання на поверхневий натяг

поверхневі явища

(На кордоні газ - рідина, рідина-рідина, рідина - тверде тіло)

план лекції

Поверхневий натяг і поверхнева енергія

2. Фактори, що впливають на величину поверхневого натягу.

3. Змочування. Крайовий кут змочування.

4. Класифікація поверхневих явищ

5. Процеси, що призводять зменшення кордону розділу фаз: придбання краплями сферичної форми, коагуляція, коалесценція.

6. Процеси, що супроводжуються зниженням поверхневого натягу: адсорбція, адгезія, змочування.

7. Адсорбція. Рівняння Фрейндліха, Ленгмюра, Гіббса.

Поверхневий натяг і поверхнева енергія

До поверхневих явищ відносять ефекти і особливості поведінки речовин, які спостерігаються на поверхнях розділу фаз. Причина поверхневих явищ - особливий стан молекул в шарах рідин і твердих тіл, безпосередньо прилеглих до поверхонь розділу. Ці шари різко відрізняються за багатьма фізико-хімічними характеристиками (питомої енергії, щільності, в'язкості, електричної провідності і ін.) Від властивостей фаз в глибині їх обсягу (рис.1.)

Рис.1. Стан молекул у внутрішньому і поверхневому

шарах рідини

Поверхня рідини, що стикається з іншим середовищем, наприклад, з власним паром, знаходиться в особливих умовах у порівнянні з рештою маси рідини. Ці особливі умови виникають тому, що молекули поверхневого шару на відміну від молекул в її глибині, піддаються неоднакового тяжінню молекул рідини і газу. Кожна молекула всередині рідини з усіх боків притягуються сусідніми молекулами, розташованими на відстані радіуса сфери дії міжмолекулярних сил (рис.1) У результаті сили тяжіння компенсуються, тому рівнодіюча цих сил дорівнює нулю.

Т.ч. поверхневі молекули рідини завжди перебувають під дією сили, яка прагне втягнути їх всередину. Це призводить до того, що поверхня рідини завжди прагне скоротитися. Цим пояснюється і куляста форма краплі рідини (куля має мінімальну поверхню) і ідеальна гладка поверхня рідини в широкому посудині.

При збільшенні поверхні, наприклад при стисненні краплі або розтягуванні рідкої плівки, деяке число молекул з глибини рідини переходить на поверхню. Цей процес перенесення молекул з рівноважного стану в особливий стан молекул поверхневого шару вимагає витрати зовнішньої роботи. Робота збільшення площі поверхні рідини переходить в потенційну енергію молекул поверхневого шару - поверхневу енергію. Поверхнева енергія, віднесена до одиниці поверхні, отримала назву поверхневого натягу.

? = F / S,

де ? - поверхневий натяг,

F - поверхнева енергія

S - площа поверхні

В одиницях СІ поверхневий натяг виражається В Дж. / М2 або Н / м. Поверхневий натяг для різних рідин неоднаково, особливо велике поверхневий натяг у води (7.3 . 10-2 Н / м).

Поверхнева енергія, а отже, і поверхневий натяг залежать від

§ температури,

§ природи межують фаз,

§ природи і концентрації розчинених речовин.

1. Вплив температури на поверхневий натяг: З підвищенням температури значення ? індивідуальних рідин на кордоні з повітрям лінійно зменшується. Температурний коефіцієнт поверхневого натягу має негативний знак і постійну величину.

де ?1 і ?2 - Поверхневий натяг при температурах Т1 і Т2,

? = 0,1 мН / (м ? К) температурний коефіцієнт поверхневого натягу

2. правило Ребиндера визначає вплив природи межують фаз: Чим більше різниця полярностей (? П) фаз, тим сильніше поверхневий натяг на межі їх розділу

 
 


де e - діелектрична проникність.

8. Речовини, розчинення яких викликає підвищення поверхневого натягу рідин, називають поверхнево-інактивність речовинами (ПІВ: NaCl, СаСl2, Na2SO4). Речовини, при розчиненні яких знижується поверхневий натяг на межі поділу фаз, називають поверхнево-активними речовинами (ПАР).

 

Мал. 2. Ізотерма поверхневого натягу. Будова молекули ПАР.



Інші надходження до державного бюджету України. | Процеси, що супроводжуються зниженням поверхневого натягу