ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
99 100
Уравнение Дюпре–Юнга, полученное в результате со-
четания уравнения Дюпре с уравнением Юнга, отражает
влияние смачивания на адгезионное взаимодействие:
W
а
=σ
ж-г
·(1+cosθ). (ІI-28)
Чем лучше смачивание (θ<90), тем больше работа адгезии.
Разделив обе части уравнения на 2σ, получим:
2
cos1
2
θ
σ
+
=
a
W
, или
2
cos1
θ
+
=
k
a
W
W
. (ІI-29)
Из уравнения (ІI-29) можно сделать выводы:
1) При θ=0 cosθ=1, W
а
=W
к
.
2) При θ=90 cosθ=0, W
а
=W
к
/2.
3) При θ=180 cosθ=-1, W
а
=0. Такого состояния практически
не бывает, т.к. некоторая адгезия всегда существует.
Тема 2. Молекулярно-кинетические и оптические
свойства дисперсных систем
Программа
Кинетические свойства дисперсных систем: броунов-
ское движение, диффузия, осмос. Оптические свойства.
Эффект Фарадея-Тиндаля. Рассеивание света коллоидными
системами, его механизм. Уравнение Рэлея, границы его
применимости. Ультрамикроскопия и ее применение для
изучения дисперсных систем.
Методические указания
Броуновское движение дисперсных (раздробленных)
частиц обусловлено беспрерывными их соударениями с мо-
лекулами дисперсионной среды, находящимися в постоян-
ном тепловом движении. Результирующая сила этих толч-
ков хаотически передвигает дисперсную частицу в различ-
ных направлениях, и ее сложный путь охватывает опреде-
ленный объем пространства. Это ломаный путь неопреде-
ленной конфигурации может быть охарактеризован средним
сдвигом частицы
∆
за время τ (сек). Он представляет собой
отрезок прямой, соединяющий начальную точку движе-
ния(τ=0) с положением частицы в момент времени τ.
Величина смещения дисперсной частицы со временем
описывается уравнением Эйнштейна-Смолуховского, выве-
денным на основании статистических законов:
rN
RT
A
πη
τ
3
2
⋅=∆ , (II-30)
где τ – время, сек; r - радиус частиц дисперсной фазы, м; N
А
- число Авогадро.
Интенсивность броуновского движения частиц в дис-
персных системах значительно ниже, чем в истинных рас-
творах. Это связано с относительно большими размерами
дисперсных частиц.
С тепловым движением частиц тесно связано явление
диффузии. Диффузия - самопроизвольное выравнивание
концентраций дисперсных частиц по всему объему раство-
ра. В 1855 г. Фик по аналогии с уравнением теплопроводно-
сти сформулировал закон диффузии (первый закон Фика),
согласно которому
,
1
.
dx
dc
D
dt
dm
s
i
диф
−==
(II-31)
где i
диф.
- поток диффузии, равный количеству вещества,
проходящего за 1 с через единицу площади сечения s, нор-
мального к направлению диффузии; D – коэффициент диф-
фузии (м
2
·с
-1
); m – количество продиффундировавшего ве-
щества; dc/dx – градиент концентрации.
Знак минус перед правой частью равенства поставлен
потому, что производная dc/dx имеет отрицательное значе-
ние, так как с увеличением значений х величина с уменьша-
ется.
Принимая dc/dx=-1, s=1 и t=1, получим D=m, т.е. ко-
эффициент диффузии D численно равен количеству вещест-
ва, продиффундировавшего через единицу площади в еди-
Уравнение Дюпре–Юнга, полученное в результате со- отрезок прямой, соединяющий начальную точку движе- четания уравнения Дюпре с уравнением Юнга, отражает ния(τ=0) с положением частицы в момент времени τ. влияние смачивания на адгезионное взаимодействие: Величина смещения дисперсной частицы со временем Wа =σж-г ·(1+cosθ). (ІI-28) описывается уравнением Эйнштейна-Смолуховского, выве- Чем лучше смачивание (θ<90), тем больше работа адгезии. денным на основании статистических законов: Разделив обе части уравнения на 2σ, получим: RT τ ∆2 = ⋅ , (II-30) Wa 1 + cosθ W 1 + cosθ N A 3πηr = , или a = . (ІI-29) 2σ 2 Wk 2 где τ – время, сек; r - радиус частиц дисперсной фазы, м; NА Из уравнения (ІI-29) можно сделать выводы: - число Авогадро. 1) При θ=0 cosθ=1, Wа=Wк. Интенсивность броуновского движения частиц в дис- 2) При θ=90 cosθ=0, Wа=Wк/2. персных системах значительно ниже, чем в истинных рас- 3) При θ=180 cosθ=-1, Wа=0. Такого состояния практически творах. Это связано с относительно большими размерами не бывает, т.к. некоторая адгезия всегда существует. дисперсных частиц. С тепловым движением частиц тесно связано явление Тема 2. Молекулярно-кинетические и оптические диффузии. Диффузия - самопроизвольное выравнивание свойства дисперсных систем концентраций дисперсных частиц по всему объему раство- Программа ра. В 1855 г. Фик по аналогии с уравнением теплопроводно- Кинетические свойства дисперсных систем: броунов- сти сформулировал закон диффузии (первый закон Фика), ское движение, диффузия, осмос. Оптические свойства. согласно которому Эффект Фарадея-Тиндаля. Рассеивание света коллоидными 1 dm dc системами, его механизм. Уравнение Рэлея, границы его iдиф. = = −D , (II-31) s dt dx применимости. Ультрамикроскопия и ее применение для где i диф.- поток диффузии, равный количеству вещества, изучения дисперсных систем. проходящего за 1 с через единицу площади сечения s, нор- мального к направлению диффузии; D – коэффициент диф- Методические указания фузии (м2 ·с-1); m – количество продиффундировавшего ве- Броуновское движение дисперсных (раздробленных) щества; dc/dx – градиент концентрации. частиц обусловлено беспрерывными их соударениями с мо- Знак минус перед правой частью равенства поставлен лекулами дисперсионной среды, находящимися в постоян- потому, что производная dc/dx имеет отрицательное значе- ном тепловом движении. Результирующая сила этих толч- ние, так как с увеличением значений х величина с уменьша- ков хаотически передвигает дисперсную частицу в различ- ется. ных направлениях, и ее сложный путь охватывает опреде- Принимая dc/dx=-1, s=1 и t=1, получим D=m, т.е. ко- ленный объем пространства. Это ломаный путь неопреде- эффициент диффузии D численно равен количеству вещест- ленной конфигурации может быть охарактеризован средним ва, продиффундировавшего через единицу площади в еди- сдвигом частицы ∆ за время τ (сек). Он представляет собой 99 100
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- …
- следующая ›
- последняя »