Поверхностная энергия. Поверхностное натяжение

Все твердые и жидкие тела ограничены внешней поверх­ностью. Равнодействующая всех межмолекулярных сил, действующих на данную молекулу в глубине вещества, равна нулю, а равнодействующая всех межмолекулярных сил, действующих на молекулу, находящуюся на поверхности, направлена в глубь вещества перпен­дикулярно поверхности (рис 1.1).

Рис. 1.1. Схема сил, действующих на молекулу

Это значит, что поверхностный слой обладает избытком энергии, которая называется свободной поверхностной энергией. Энергия, приходящаяся на 1 м2 поверхности, называется удельной свободной поверхностной энергией σ и измеряется в Дж/м2. σ равна работе, затрачиваемой на обратимое образование в изотермических условиях 1 м2 поверхности. Так как Дж = Н·м, то σ может измеряться в Н/м (ньютон/метр). Поэтому удельную свободную по­верхностную энергию называют также поверхностным натяжением.

Общая свободная поверхностная энергия

Gпов = s · , (1.1)

где - площадь поверхности, м2.

Так как самопроизвольно протекают процессы, в которых ∆G < 0, то из уравнения (1.1) следует, что:

1) при постоянной величине σ (т.е. при постоянных составе поверхностного слоя, температуре и т.д.)

∆G = s · ∆ ,

т.e. ∆Gпов < 0, если ∆ < 0, и самопроизвольно могут протекать процессы, приводящие к уменьшению поверхности. Например, жидкость в условиях невесо­мости принимает шарообразную форму (наименьшая площадь поверх­ности при данном объеме - именно у шара), а мелкие капли стремятся слиться, так как при этом общая поверхность капель уменьшается;

2) при постоянной поверхности ( = const)

∆G = ∆s · ,

т.e. ∆Gпов < 0, если ∆s < 0, и самопроизвольно могут протекать процессы, приводящие к уменьшению удельной поверхностной энергии. Величина s, как и силы межмолекулярного взаимодействия, зависит от природы моле­кул, находящихся в поверхностном слое. Поэтому самопроизвольно на поверхность будут стремиться "попасть" молекулы, характери­зующиеся наиболее слабыми межмолекулярными взаимодействиями, а это значит, что концентрации таких молекул в объеме и на по­верхности будут разными, т.е. будет протекать адсорбция моле­кул в поверхностном слое.

  • Режим имущества супругов, регламентированный законом
  • Характеристика порцелянового та фаянсового посуду
  • Единства партийных рядов
  • Семья. Отец хочет, чтобы Раджниш женился.
  • Куликов Е.В.
  • Задание 25
  • Вживую: «Tokio Hotel» на сцене (продолжение).
  • Существующие методологии
  • Миф: купание в бассейне в крайнем случае может заменить душ
  • ГЛАВА 19.
  • Ддвппс - буллезным пемфигоидом
  • ГЛАВА ОДИНАДЦАТАЯ
  • Копии обращения направлены: 4 страница
  • Расчленение сна на части чтобы уменьшить действие несознания
  • MZP[1] яяё@є ­ґ Н!ёLН!ђђThis program must be run under Win32 6 страница
  • Статья 113.
  • СТАТЬ КОСМОНАВТОМ ВНУТРЕННЕГО КОСМОСА
  • И ноги Его подобны халколивану, как раскаленные в печи, и голос Его — как шум вод многих.
  • Параллельныетрансакции
  • Основные виды САУ