Физическая химия. Поверхностные явления и дисперсные системы - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

где σ″
1
−
поверхностное натяжение на границе насыщенного раствора
жидкости 2 в жидкости 1; σ′
2
− поверхностное натяжение на границе на-
сыщенного раствора жидкости 1 в жидкости 2;
σ
1,2
− межфазное натяже-
ние на границе насыщенных растворов первой жидкости во второй и вто-
рой в первой. При сближении свойств граничащих жидкостей увеличива-
ется их взаимная растворимость и значение межфазного натяжения
уменьшается. В предельном случае − при неограниченной растворимости
жидкостей − межфазная граница исчезает.
Поверхностное натяжение можно представить как энергию перено-
са молекул из объема на поверхность (G) или как работу образования еди-
ницы поверхности (W):
.
d
d
d
d
у
s
W
s
G
−==
(1.6)
Отсюда следует, что для индивидуального вещества поверхностное натя-
жение есть энергия Гиббса, приходящаяся на единицу поверхности.
Полная поверхностная энергия (внутренняя энергия поверхностного
слоя) U
S
рассчитывается с помощью уравнения Гиббса
−
Гельмгольца:
s
Td
d
TU
s
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−=
σ
σ
,
(1.7)
где s
−
площадь поверхности раздела; dσ / dT
−
температурный коэф-
фициент поверхностного натяжения. Иначе уравнение (1.7) можно запи-
сать в следующем виде:
(
)
sqU
ss
+
=
у ,
(1.8)
где q
s
−
теплота образования единицы поверхности.
При повышении температуры кинетическая энергия движущихся
молекул увеличивается, при этом поверхностное натяжение уменьшается.
При приближении к критической температуре Т
к
плотности сосущест-
вующих фаз (жидкости и пара) сближаются. При достижении критической
температуры Т
к
граница раздела фаз исчезает и поверхностное натяжение
становится равным нулю.
Стремление системы к уменьшению величины полной поверхност-
ной энергии выражается в самопроизвольном уменьшении межфазной по-
верхности s (например, изменение формы и кривизны), а также в умень-
9

Страницы