Свойства твердых тел поверхностное натяжение

Это свойство зависит от поверхностного натяжения жидкости, сочетания составов жидкости и твердого тела. Смачивание - результат меж-молекулярного взаимодействия сред на фанице соприкосновения трех фаз твердое тело - жидкость - газ. [c.93]

Известно, что макроскопические свойства твердого тела зависят от его абсолютных размеров. Основанием для такого утверждения является характер взаимодействия частиц (атомов, молекул или молекулярных групп) твердого тела [12]. Частицы поверхности испытывают одностороннее взаимодействие со стороны других частиц тела, в то время как для глубинных слоев выполняется условие статистической симметрии силового взаимодействия частиц. В макроскопическом аспекте рассмотрения механических свойств изотропного твердого тела это должно привести к существованию неоднородности вблизи границы и к поверхностному натяжению. Коэффициент поверхностного натяжения твердых тел имеет величину порядка 10" кгс/см [13], и в задачах, решаемых в рамках физической и геометрической линейности, эффектом поверхностного натяжения можно пренебречь. В дальнейшем для выявления масштабного фактора исследуем только поверхностную неоднородность, полагая, что вдали от границы тело является однородным. В данном параграфе будем придерживаться работы [14]. [c.415]

Возможность свободного перемещения молекул относительно друг друга обусловливает свойство текучести жидкости. Тело в жидком состоянии, как и в газообразном, не имеет постоянной формы. Форма жидкого тела определяется формой сосуда, в котором находится жидкость, действием внешних сил и сил поверхностного натяжения. Большая свобода движения молекул в жидкости приводит к большей скорости диффузии в жидкостях по сравнению с твердыми телами, обеспечивает возможность растворения твердых веществ в жидкостях. [c.83]

Основное предположение линейной механики разрушения состоит в том, что трещина распространяется тогда, когда величина коэффициента интенсивности достигает критического значения, характерного для данного материала. Совершенно эквивалентная формулировка этого предположения состоит н том, что сила G, движущая трещину, превосходит критическое значение — сопротивление распространению трещины. Формула (19.4.4) утверждает эквивалентность двух этих формулировок. Что касается механического содержания принятой гипотезы и всей теории в целом, на этот вопрос можно ответить по-разному, а в рамках формальной теории вообще его можно не ставить. Тем не менее некоторые соображения могут быть высказаны. В оригинальной работе Гриффитса предполагалось, что освобождающаяся при росте трещины упругая энергия расходуется на увеличение поверхностной энергии если есть поверхностная энергия на единицу площади, то сила сопротивления движению трещины G = Анализ Гриффитса в течение долгих лет считался безупречным, хотя в нем содержится некоторый органический дефект. Энергия поверхностного натяжения вводится в уравнения теории как нечто данное и постороннее по отношению к упругому телу. На самом деле, поверхностная энергия есть энергия поверхностного слоя, свойства которого в той или иной мере отличаются от свойств остального материала и при решении задачи теории упругости этот поверхностный слой нужно как-то моделировать. Простейшая схема будет состоять в том, чтобы рассматривать поверхностный слой как бесконечно тонкую пленку с постоянным натяжением 7. Если контур свободного отверстия имеет кривизну, то поверхностное натяжение дает нормальную составляющую силы на контуре. При переходе к разрезу, в вершине которого кривизна становится бесконечно большой, поверхностное натяжение создаст сосредоточенные силы. В результате особенность у кончика трещины оказывается более высокого порядка, а именно, вида 1/г, а не 1/У г. На это обстоятельство было обращено внимание Гудьером, однако полное решение задачи было опубликовано много позже. В связи с этим можно выразить сомнение, связанное с тем, в какой мере пригодно представление о поверхностном натяжении в твердом теле как о натянутой бесконечно тонкой пленке, а особенно в какой мере эта идеализация сохраняет смысл при переходе к пределу, когда отверстие превращается в бесконечно топкий разрез. [c.664]

Характеристикой поверхности и свойств жидкости или твердого тела является удельная поверхностная сво- бодная энергия 0, Дж/м . Иногда пользуются понятием поверхностного натяжения. Обычно термин поверхностное натяжение применяют при рассмотрении свойств те- [c.102]

Смачивающее свойство. Смачивание жидкостью поверхности зависит от материала твердого тела, микрогеометрии поверхности, химического состава и строения жидкости. Степень смачивания оценивается по поверхностному натяжению жидкости, краевому углу смачивания, работе адгезии и коэффициенту растекания. Хорошее смачивание обеспечива- [c.888]

Линейная механика разрушения исходит из модели сплошной среды. Как уже отмечалось, анализ кинетики трещин в рамках механики континуума связан с наличием особой точки у вершины трещины возникающие при расчете трудности не удается преодолеть даже при самых сложных моделях сплошной среды. Как выход из этого положения Черепанов [250] предложил при описании роста трещин на основе модели сплошной среды использовать атомную константу материала Т , характеризующую особые свойства поверхностного слоя твердых тел, влияние которого аналогично действию жидкой неразрывной пленки нулевой толщины с поверхностным натяжением у. Это позволило представить граничные условия на поверхности тела, свободной от внешних нагрузок, в виде [c.143]

В этом же разделе рассматриваются важнейшие методы определения наиболее часто используемых в теплотехнических расчетах свойств плотности твердых тел коэффициента поверхностного натяжения энтальпии и теплоемкости вещества термодинамических свойств на линии фазового перехода теплопроводности вязкости. [c.9]

Для жидкостей поверхностная энергия, приходящаяся на единицу поверхности, н коэффициент поверхностного натяжения совпадают не только по размерности, но и по числовому значению,, поэтому между поверхностной энергией на единице поверхности и коэффициентом поверхностного натяжения жидкостей не делают различия. Поверхностная же энергия на единицу поверхности и коэффициент поверхностного натяжения твердых тел могут значительно отличаться по величине. Это связано с анизотропией в свойствах крит Сталлов тверды) тел. [c.56]

Из теории Дерягина следует, что сила адгезии зависит от кривизны [формула (1,37)] контактирующих поверхностей. Влияние свойств поверхностей на адгезию учитывается свободной энергией / (0), а действие капиллярных сил и зарядов частиц на величину силы адгезии не учитывается (об этом см. гл. IV). Если взять среднее значение величин поверхностного натяжения твердых тел о 800 эрг/см2, то по уравнению (I, 39) силы адгезии для частиц радиусом 25 мкм составят 25 дин. По экспериментальным данным сила адгезии частиц радиусом 25 мкм лежит в пределах от 0,06 до 0,083 дин, т. е. ка 2—3 порядка меньше расчетной. [c.30]

Кроме того, жидкости обладают свойством адгезии (смачивания поверхностей твердых тел) и поверхностным натяжением. Они могут выдерживать растягивающие напряжения, очевидно, только за счет сил межмолекулярного взаимодействия. [c.72]

Сжимаемость воды чрезвычайно незначительна, с повышением температуры она еше уменьшается. При давлении в 1 ат объем воды уменьшается приблизительно на Vm миллионную часть первоначального объема. Поверхностное натяжение, которое у воды значительно больше, чем у многих других жидкостей, и внутреннее трение (вязкость) воды проявляются при движении воды в почве, в естественных желобах, в трубопроводах, в резервуарах для осаждения и т. д. Вода является прекрасным растворителем для газообразных, жидких и твердых тел. Растворяемые тела значительно влияют на многие физические свойства химически чистой воды, как напр., на ее плотность, температуру замерзания, температуру кипения, упругость насыщенного пара. [c.1255]

Для окончательного решения проблемы существенно необходимо разработать прямые экспериментальные способы измерения и надежные методы теоретического вычисления свободной межфазной энергии на границе твердого тела с любой жидкой средой. В. К. Семенченко, Л. Л. Куниным и другими авторами опубликованы подробные данные о поверхностной активности одних металлов но отношению к другим, полученные из измерения поверхностного натяжения жидких металлов [241, 242] однако вопрос о том, могут ли быть эти результаты непосредственно использованы для сопоставления с данными о влиянии жидких металлических покрытий на механические свойства твердых металлов, остается пока еще не выясненным. [c.247]

Оценку смачивающих свойств жидкости производят по поверхностному натяжению жидкости на границе раздела фаз твердое тело -жидкость и по краевому углу смачивания. Хорошее смачивание обеспечивается при низких значениях поверхностного натяжения и небольших краевых углах смачивания. Смачивание инструмента и обрабатываемого материала происходит в динамических условиях. Скорость смачивания можно оценить по скорости растекания капли жидкости по горизонтальной поверхности твердого тела в течение определенного времени. [c.424]

В зоне контакта жидкости и твердого тела действуют поверхностные силы (адгезия, поверхностное натяжение, молекулярное притяжение). Поэтому поверхностный (граничный) слой жидкости, связанный с материалом мембраны, по структуре и физико-химическим свойствам может значительно отличаться от жидкости в объеме. Для смесей жидкостей поверхностный слой отличается от раствора в объеме еще и по составу, что играет определяющую роль при разделении смесей органических веществ. [c.324]

Известно, что величина поверхностного натяжения определяет ряд механических свойств твердого тела, таких, например, как твердость, ползучесть, коэффициент трения и др., что положено в основу определения точки нулевого заряда металлов. Сообразно изменению этой зависимости механических свойств от потенциала, можно определить область адсорбции органического вещества и судить о степени адсорбируемости последнего (П. А. Ребиндер и Н. А. Калиновская, 1934 П. А. Ребиндер и Е. К. Венстрем, 1944, 1945, 1949 В. И. Лихтман, Е. Д. Щукин [c.434]

Количественной корреляции между смачивающими свойствами различных жидкостей и долговременной прочностью полимера не установлено, хотя были обнаружены некоторые закономерности влияния поверхностного натяжения на напряжение образования разрушающих трещин в образцах. Оказалось, что для случая хрупкого разрушения, не сопровождающегося набуханием, критическое напряжение растрескивания снижается с увеличением поверхностного натяжения на границе твердое тело— жидкость. Однако попытки связать параметры трещинообразова-ния при реальном разрыве полимеров с какой-либо одной молекулярной константой жидкости, базируясь только на концепции Гриффитса, не увенчались успехом. Говард [57] заметил, что растрескивание полиэтилена в растворах поверхностно-активных веществ усиливается не только с уменьшением поверхностного натяжения, но и с возрастанием способности смачивающих агентов к пленкообразованию. Предложенный индекс активности среды имеет выражение [c.134]

Свойство поверхностного натяжения вызывает особые явления на поверхностях раздела жидкость — жидкость или жидкость—газ, а также всюду, где имеется взаимный контакт между тремя несмеши-вающимися жидкостями, между двумя несмеши-вающимися жидкостями и твердым телом или между газом, капельной жидкостью и твердым телом. [c.43]

Единая обусловленность различного проявления поверхностных свойств резин позволяет охарактеризовать их поверхностную активность одним энергетическим показателем — изменением поверхностного натяжения резия вследствие контакта с контртелом. Об изменении энергетического состояния резни можно судить по величине критического поверхностного натяжения (КПН), определяемого методом Зпсмана [25]. Этот метод основан на изучении смачивания твердого тела нейтральными жидкостями. Для резин с повышенной поверхностной активностью наблюдаегся резкое изменение поверхностного натяжения (уменьшение краевого угла смачивания 0 соответ- [c.32]

Термодинамические свойства поверхности ряда диэлектриков и полупроводников рассмотрены в обзоре [480]. В серии работ Задум-кина и др. [481—485] поверхностная энергия и поверхностное натяжение твердых тел (металлов и ионных кристаллов) вычислялись при высоких температурах относительно простым методом. Однако этот метод был подвергнут критике со стороны Бенсона и Юна [472]. [c.176]

Простыми телами являются изотропные тела (isos — равный, tropos — направление, в целом—равенство характеристик состояния и физических свойств тела во всех его точках и во всех направлениях), в частности газы, пары, жидкости и мцргие твердые тела, находящиеся в термодинамическом равновесии и не подверженные действию поверхностного натяжения, гравитационных и электромагнитных сил и химических превращении. В дальнейшем принимается следующее определение таких простых тел ни в одном из достижимых состояний температур (t) и давление (Р) простого тела не могут быть определены в зависимости от одного лишь удельного объема. [c.12]

Условия существования молекул поверхностного слоя отличаются от тех, в которых находятся молекулы внутренних слоев. Поэтому свойства поверхности отличаются от свойств внутренних слоев вещества. Особенности свойств поверхностных слоев вещества проявляются на любой поверхности раздела фаз, но особенно сильно — в системе жидкость — газ , слабее — на границе двух несмешивающихся жидкостей, а также в системе твердое тело-жидкость , еще слабее — на границе раздела твердых тел. Проявление этих свойств есть результат наличия на поверхности раздела фаз определенной энергии — поверхностной энергии, или энергии поверхностного натяжения. Под действием этой энергии капля жидкости, предоставленная самой себе, принимает форму шара, при которой ее поверхность для данного объема будет наименьшей. В этом случае жидкость можно представить как бы заключенной в упругую растянутую резиновую пленку, стремящуюся ее сжать, хотя в действителыюсти такой пленки нет. [c.190]

Знание величины поверхностного натяжения и умение ее предсказывать исходя из химического строения вещества важно, поскольку от поверхностного натяжения жидкостей и поверхностной энергии твердых тел зависят многие их индивидуальные свойства, а также совместимость и растворимость друг в друге. Среди существуюшях способов расчета поверхностного натяжения наибольшее распространение получила аддитивная схема, основанная на суммировании парахоров, характеризующих вклад отдельных атомов в поверхностное натяжение. Расчет проводится по форму ле [c.352]

Применение ультразвука для пайки основано на свойстве упругих механических колебаний ультразвуковой частоты при прохождении через жидкости вызывать в них явление кавитации. Под действием ультразвуковых колебаний, излучаемых магнитострикто-ром, в жидкости образуются продольные волны, вызывающие попеременно то сжатие ее, то расширение. При расширении, если гидростатическое давление упадет до упругости пара или ниже, жидкость окажется растянутой и в ней образуются разрывы или кавитационные пузырьки. Под действием давления при изменении фазы колебания, а также сил поверхностного натяжения разрывы захлопываются. В момент захлопывания пузырьков местные давления в жидкости достигают сотен атмосфер, что вызывает образование сильных ударных волн, под действием которых происходит разрушение твердых тел. Разрушение происходит тем интенсивнее, чем плотнее жидкость, в которой создается кавитация. [c.72]

Метод вдавливания ртути основан на свойстве ртути не смачивать многие твердые тела. Для заполнения объема пор тела ртутьк> с краевым углом смачивания, превышающим 90 , необходимо внешним давлением преодолеть сопротивление поверхностных сил (сил капиллярного сопротивления). По известному давлению вдавливания ртути в поры р, поверхностному натяжению для ртути а и краевому углу смачивания 0 на границе раздела фаз ртуть — поверхность пор определяют размер пор по формуле (1.13), полагая, что они имеют в сечении форму круга [c.22]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...