Повърхностно напрежение - енциклопедия - Познаване фонд "Ломоносов"

За един компонент система двуфазна - течност на границата с нейната собствена наситена пара (Фиг.1) състояние на молекулите на повърхността на течността е различен от тях в насипно състояние. В обхвата на получените сили на междумолекулна взаимодействие е нула, и на повърхността поради асиметрията на молекулното среда на молекулата действа некомпенсирана сила насочена в обем фаза. За да се покаже молекула от по-голямата част на повърхността, това е, за да създадете нова повърхност, той е длъжен да извърши определена работа. Повърхностно напрежение - работата на образуване на единица повърхност в обратими изотермични условия. При образуването на нова повърхност изразходвано постъпления експлоатация до повишена енергия на молекулите на повърхността, така че повърхностното напрежение може да се дефинира като излишък специфична повърхност без енергия.

Фиг.1. повърхностно напрежение

Повърхностно напрежение възниква поради некомпенсирани междумолекулни сили и зависи от големината на тези сили. Повърхностното напрежение има измерение J / m 2 или N / m и промяна на течността / наситена пара (при стайна температура) на

20 MJ / m 2 за течни въглеводороди (които са в дисперсия междумолекулни сили) към

70 MJ / m 2 за вода, която е доминирана от водородни връзки между молекули и може да достигне 473 MJ / m 2 за живачните (метални връзки). Повърхностно напрежение, обозначен с гръцката буква сигма (на английски език литература често писмо γ).

Заедно с енергия (термодинамичен) определено има сила (механични) лечение на повърхностното напрежение. Връзката между тези понятия предоставя прост опит Дюпре. В рамката на тел с подвижна напречна греда дължина L опънат тънък филм от течност (например, сапун разтвор) (Фигура 2). При прилагане на напречната греда на сила F се премества от малка дистанция дл. F В сила произвежда в същото време работа DW = FDL. Ако процесът е обратим при изотермални условия, а след това работата се консумира във формирането на нова повърхност 2ldl; формирането на разходите на повърхността са σ2ldl. В равенство FDX = σ2ldl получи, че сигма = F / 2л. По този начин, повърхностното напрежение може да се счита като сила, приложена на единица дължина на лицето контур очертаващ насочени тангенциално (тангенциален) на повърхността и има тенденция за намаляване повърхност. Unity мощност и очевидно подход мощност за тънки повърхности (течност / газ и течност / течност) към твърда повърхност енергия е по-разумен определяне на повърхностното напрежение.

На границата на два кондензирани фази стойност на повърхностното напрежение зависи от интензивността на силите на взаимодействието между молекулите на различни фази и повече взаимодействия, по-малката стойност ще се стойността на повърхностното напрежение. Повърхностно напрежение между "дъщерни" фази може да достигне много малки количества от 10 -10 -2 -3 MJ / т2.

препоръчителна литература

А. Adamson Физикохимия на повърхности. - М., "Мир" Издателска къща. 1979.