ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Содержание главы из "Свойства газов и жидкостей Издание 3 " Глава посвящена поверхностному натяжению чистых жидкостей и смесей жидкостей. Для чистых жидкостей методы, основанные на использовании принципа соответственных состояний и на парахоре, считаются наиболее точными, когда расчетные значения сравниваются с экспериментальными. Для смесей дается развитие методов расчета поверхностного натяжения чистых жидкостей, а также приводится метод, основанный на термодинамическом анализе системы. Межфазное натяжение в системах жидкость—жидкость и жидкость—твердое тело здесь не рассматривается. [c.512] Пограничный слой между жидкой и газовой фазами можно рассматривать как третью фазу со свойствами, промежуточными между свойствами жидкости и газа. Качественная картина поверхностного слоя при исследовании под микроскопом показывает, что молекулы подвержены воздействию неравных сил. При низких плотностях газа на поверхностные молекулы жидкости действуют как поперечные, так и нормальные силы, направленные внутрь жидкости. По направлению к газовой фазе нормальные силы имеют гораздо меньшую величину. Таким образом, поверхностный слой находится в напряженном состоянии и стремится к уменьшению своей площади до минимума, определяемого массой вещества, размерами сосуда и внешними (гравитационными) силами. [c.513] Количественный показатель такого напряжения может быть выражен различными способами. Чаще всего для этого используется поверхностное натяжение 0, которое определяется как сила, действующая в плоскости поверхности, в расчете на единицу длины. Согласно этому определению, можно представить обратимый изотермический процесс, при котором площадь поверхности А жидкости увеличивается вследствие ее растяжения и создаются условия для перехода молекул из объема жидкости в пограничный слой. Дифференциальная обратимая работа будет равна а/с1А в этом случае а — поверхностная энергия Гиббса в расчете на единицу площади поверхности. Поскольку равновесные системы стремятся обладать минимумом свободной энергии (при постоянных температуре и давлении), произведение аЛ также стремится к минимуму. При фиксированном значении о равновесным является состояние, при котором площадь поверхности жидкости минимальна в соответствии с ограничениями системы. [c.513] Поверхностное натяжение обычно измеряется в динах на сантиметр (дин/см) поверхностная энергия Гиббса, приходящаяся на единицу площади, выражается в эргах на квадратный сантиметр (эрг/см ). Эти единицы и численные значения ст идентичны. Соотношение с единицами СИ 1 дин/см = 1 эрг/см = 1 10 Дж/м = = ЫО-з П/м. [c.513] Термодинамика поверхностных слоев представляет собой чрезвычайно интересный предмет исследования. Гугенхейм [20], Гиббс [18], а также Модель и Рид [38] разработали теории поверхностного натяжения, которые значительно отличаются одна от другой, но приводят к аналогичным уравнениям, связывающим макроскопически измеряемые величины. В дополнение к термодинамическому аспекту опубликованы [1, 2, 3, 7, 49] исследования физики и химии поверхностных слоев. Эти вопросы здесь не рассматриваются. Основное внимание в данной главе уделяется нескольким имеющимся надежным методам расчета ст (как на основе полутеоретических, так и эмпирических уравнений). [c.513] Вернуться к основной статье