Составители:
Рубрика:
7
ческое определение поверхностного натяжения вытекает из объединенно-
го уравнения первого и второго начал термодинамики. Для гетерогенной
системы полное изменение внутренней энергии будет записываться сле-
дующим образом:
,ddµdσddd
∑
+++−=
i
ii
qnsVpSTU
ϕ
(1.1)
где dU
−
изменение внутренней энергии; Т
−
температура; dS
−
изменение
энтропии; p − давление; dV − изменение объема; σ − поверхностное натя-
жение; ds − изменение площади поверхности; µ
i
− химический потенциал
компонента i; dn
i
− изменение количества вещества компонентов; ϕ −
электрический потенциал; dq − изменение заряда. При постоянных S, V, n
i
и q имеем
qnVs
i
s
U
,,,
σ
∂
∂
= ,
(1.2)
т.е. поверхностное натяжение есть частная производная от внутренней
энергии по площади поверхности раздела фаз при постоянных энтропии,
объеме, количестве вещества и заряде.
Так как объединенное уравнение первого и второго начал термоди-
намики может быть записано и относительно других термодинамических
потенциалов, а именно энергии Гиббса G, энергии Гельмгольца F и эн-
тальпии Н, то при соответствующих постоянных параметрах получим
⋅
∂
∂
=
∂
∂
=
∂
∂
=
∂
∂
=
qnpTqnVTqnps
qnVs
iii
i
s
G
s
F
s
H
s
U
,,,,,,,,,
,,,
σ
(1.3)
Наиболее часто поверхностное натяжение выражают через произ-
водную от энергии Гиббса, ибо условия постоянства давления и темпера-
туры ( p = const и T = const) легко осуществимы экспериментально.
Обращает на себя внимание тот факт, что термодинамическое опре-
деление поверхностного натяжения аналогично определению химического
потенциала, только поверхностное натяжение характеризует межфазную
поверхность, а химический потенциал − растворенное вещество. Обе ве-
личины − это частные производные от любого термодинамического по-
тенциала, но в одном случае − по площади поверхности, а в другом − по
числу молей вещества.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- …
- следующая ›
- последняя »
