Поверхностная энергия чистой жидкости

Поверхностная энергия чистой жидкости [c.116]

Эту величину называют поверхностной энергией жидкости. Поверхностное натяжение о равно свободной энергии поверхности чистой жидкости, отнесенной к единице поверхности. [c.116]

Для выявления сущности процесса формирования прослойки на основе высоковязких клеев обратимся к современным представлениям о процессах, протекающих на границе раздела полимер — субстрат. Известно, что по способности смачивания твердые тела разделяют на тела с высокой и низкой поверхностной энергией. Тела с высокой поверхностной энергией смачиваются полностью химически чистыми жидкостями, чего нельзя сказать о телах с низкой поверхностной энергией. К первым относятся, в частности, металлы, ко вторым — смолы и полимеры. [c.131]

В случае обычной воды, не обработанной действием высокого давления, зародыши газообразной фазы могут стабилизироваться на поверхности мелких твердых частиц. О присутствии третьей фазы в виде твердых частиц можно судить по тому факту, что поверхностная энергия пузырей, соприкасающихся с поверхностью твердых частиц и жидкостью, может быть очень низкой. Доказательством такой возможности служит то, что найденная теоретически точка кипения чистой воды [4] намного [c.227]

Для твердых тел существует принципиальное отличие между поверхностным натяжением и удельной поверхностной энергией. Поверхностное натяжение опреде.ляется работой, затрачиваемой на растяжение поверхности. В то же время удельная поверхностная энергия характеризуется работой, которую необходимо затратить на образование единицы площади поверхности новой фазы. Для чистой жидкости эти два процесса — растяжение и образование — неразличимы. Поэтому поверхностное натяжение жидкости и удельная поверхностная энергия являются синонимами. Когда речь идет о твердом теле, то растяжение поверхности неравноценно образованию новой поверхности. Для твердых тел следует разграничивать понятия поверхностное натяжение и удельная поверхностная энергия. Это разграничение будет рассмотрено в гл. III (см. с. 110). [c.33]

В противоположность поверхностной энергии жидкостей измерить свободную поверхностную энергию кристаллов значительно труднее, при этом данные, полученные различными методами, колеблются в широких пределах, часто различаясь в несколько раз. Этот разброс обусловлен прежде всего влиянием условий опыта и влиянием реальной структуры кристаллов. Наличие различных элементарных дефектов (например, точечные дефекты, отдельные дислокации или их скопления возле границ зерен и т. д.) и микроскопических нарушений (например, микротрещины, которые являются источником концентрации напряжений) или других видов неоднородности (например, скопления химических загрязнений) влияет на поверхностную энергию. В ряде случаев разброс вызывается влиянием адсорбционных явлений на границе фаз кристалл — окружающая среда, так как теоретические значения а справедливы для поверхности раздела кристалл — вакуум. В то же время во многих случаях измеряют значения поверхностных энергий не достаточно чистых поверхностей. Поэтому для различных граней кристалла, существует только несколько достоверных значений а. [c.256]

Следует подчеркнуть ту особенность этого уравнения, что в него входят скалярные, а не векторные величины. Конвективный член, как и в уравнении количества движения, превращен в выражение чистого притока изучаемой субстанции — в данном случае кинетической энергии — из рассматриваемой области. Члены, выражающие напряжения, также сгруппированы в поверхностный интеграл, который представляет здесь общий запас энергии, за счет которой совершается работа в рассматриваемой области внешними напряжениями — частью на изменения кинетической и потенциальной энергии жидкости и частью на совершение неэластичных деформаций. Сопротивление последнему действию входит в состав конечного объемного интеграла, который является мерой интенсивности диссипации механической энергии, т. е. мерой интенсивности ее преобразования в тепло. [c.65]

Большинство твердых и жидких тел имеет сплошной спектр излучения, т. е. излучает энергию всех длин волн в интервале от О до оо. К числу твердых тел, имеющих сплошной спектр излучения, относятся непроводники и полупроводники электричества, а также различные металлы в окисленном состоянии. Некоторые тела излучают энергию только в определенных интервалах длин волн, т. е. испускают энергию с прерывистым спектром. К ним относятся чистые металлы и газы, которые характеризуются выборочным или селективным излучением. Излучение различных тел различно. Оно зависит от природы тела, температуры его, состояния поверхности, а для газов — еще от толщины слоя и давления. Большинство встречающихся в природе и технике твердых и жидких тел имеет значительную поглощательную и излуча-тельную способность. Вследствие этого в процессах лучистого теплообмена участвуют лишь тонкие поверхностные слои. Для проводников тепла толщина этих слоев имеет порядок 1 мк, а для непроводников тепла — порядок 1 мм. Поэтому применительно к твердым телам, а также жидкостям тепловое излучение в ряде случаев приближенно можно рассматривать как поверхностное явление. Газообразные тела имеют значительно меньшее излучение, чем твердые и жидкие тела. Поэтому в излучении газов участвуют все его частицы и процесс теплового излучения носит объемный характер. [c.343]

На рис. 59 показано, сколько периодов требуется для уменьшения в е раз энергии синусоидальных волн на глубокой воде за счет внутренней диссипации, т.е. обратная выражению (85) величина изображена как функция длины волны. Оказывается, что обычные гравитационные волны затухают очень слабо время, необходимое для уменьшения в е раз энергии волн длины 1 и 10 м, составляет 8000 и 250 ООО периодов соответственно. Даже для достаточно коротких гравитационных волн с А. = 0,1 м все еще требуется 250 периодов. Волны с Я. = 0,01 м в тяжелой жидкости при наличии поверхностного натяжения затухают намного быстрее, для затухания в е раз требуется только 16 периодов, а для чисто капиллярных волн с очень малой длиной 0,001 м требуется 4 периода. Эти результаты мож- [c.290]

Книга представляет собой критический обзор различных расчетных методов для ограниченного перечня свойств газов и жидкостей — критических и других характеристических свойств чистых компонентов, Р—У—Т и термодинамических свойств чистых компонентов и смесей, давлений паров и теплот фазовых переходов, стандартных энтальпий образования, стандартных энергий образования Гиббса, теплоемкостей, поверхностного натяжения, вязкости, теплопроводности, коэффициентов диффузии и параметров фазового равновесия. Для демонстрации степени надежности того или иного метода приводятся таблицы сравнения расчетных данных с экспериментальными. Большинство методов проиллюстрировано примерами. В меньшей степени сравнения и примеры характерны для методов, которые, с точки зрения авторов, менее пригодны и ценны для практического использования. По мере возможности в тексте приведены рекомендации относительно наилучших методов определения каждого свойства и наиболее надежных методик экстраполяции и интерполяции имеющихся данных. [c.10]

Чтобы объяснить, каким образом можно в достаточно широких пределах понизить свободную поверхностную энергию у, рассмотрим явления, происходящие на поверхности жидкости. Свободная поверхностная энергия чистой воды при комнатной температуре составляет примерно 73 эрг/см . Нанесем на поверхность воды очень небольшое количество какого-либо типичного органического поверхностно-активного вещества, например, олеиновой кислоты (С17Н33СООН) или цетилового спирта (С16Н33ОН). Молекулы этих веществ дифильны они имеют по- [c.234]

Т. поверхностного слоя чистых жидкостей вдалеке от критич. темп-ры не отличается значительно от Т. их однородной массы (Эйнштейн, Гаркинс). Это вытекает из практич. независимости полной поверхностной энергии [c.468]

Свойства вещества, находящегося на границе раздела фаз н в объеме, различны. Например, значения свободной энергии, эи.тропии и удельного объема вещества некоторого тонкого слоя на rpanime раздела между жидкостью и ее насыщенным паром отличаются от соответствующих значений в объеме жидкости или пара. Свободную поверхностную энергию определяют, измерив силу, действующую на единицу длины (в чистых жидкостях эта сила вызывает натяжение), или давление, обусловленное натяжением поверхности раздела. В большинстве случаев, встречающихся на практике, свободная поверхностная энергия нпчтожномала по сравненню со свободной энергией всей системы. Известно, что любая система находится в состоянии равновесия, когда ее свободная энергия минимальна. Свободная поверхностная энергия есть часть свободной энергии системы, поэтому [c.265]

Наибольшие э екты ПАВ оказывают в области очень малых концентраций (0,2%). Эта концентрация соответствует полному насыщению мономолекулярного адсорбционного слоя [19]. Между поверхностной и дес рмационной активностью ПАВ существует определенная связь [19]. Эффективность действия ПАВ, как правило, наблюдается лишь в определенной, хотя и достаточно широкой области некоторых (средних) скоростей деформации. Положение этой области зависит от температуры. Различают внешнюю и внутреннюю формы проявления эффекта Ребиндера. В основе внешней формы адсорбционного эффекта лежит чисто поверхностное взаимодействие металла со средой. Диффузия крупных молекул ПАВ в решетку металла невозможна вследствие стерического эффекта. ПАВ относятся к группе так называемых дипольных соединений. Эти вещества вследствие различия диэлектрических постоянных металла и раствора адсорбируются и снижают свободную поверхностную энергию. Многочисленными исследованиями, проводившимися П. А. Ребиндером и его сотрудниками, подтверждено, что работа деформации единицы объема металла в присутствии ПАВ становится значительно меньшей. Этот эффект получил название адсорбционного облегчения деформаций или адсорбционного пластифицирования. Снижение свободной энергии на границе раздела жидкости с твердым телом можно описать следующей зависимостью [c.198]

Поверхностное натяжение определяется как работа сг изотермич. и обратимого образования 1 см данного поверхностного слоя, т. е. как максимальная работа перевода в поверхностный слой необходимого для его образования числа молекул из объема граничащих фаз. Из самого определения следует, что сг м. б. легко измеряемо только для жидких поверхностей раздела (жидкость—газ или жидкость 1—жидкость 2), т. е. для поверхностей, образованных фазами, молекулы которых легкоподвижны и потому позволяют провести процесс образования нового поверхностного слоя практически вполне обратимо. Для твердых поверхностей раздела (твердое тело— жидкость или твердое тело—газ) обратимое проведение механич. диспергирования невозможно, и потому (Т не м. б. измерено обычными прямыми методами, связанными с увеличением поверхности. Поверхностное натяжение твердых тел на границе с окружающей средой—жидкостью или газом, м. б. приближенно оценено однако работой диспергирования, т. е. работой всегда определенным образом производимого, но необратимого измельчения тела (напр, со-шлифовывания, истирания или процарапывания). Такую работу или пропорциональное ей преодолеваемое усилие следует принять за меру твердости твердого тела. Твердость является т. о. мерой поверхностной энергии тела в данных условиях. Обычная шкала твердости дает расположение твердых тел (минералов) в порядке возрастания их поверхностной энергии (см. Склерометрия, Капиллярные явления и Поверхностное натяжение). Свободная энергия любого поверхностного слоя возрастает с увеличением различия в интенсивности молекулярных сил соприкасающихся фаз, т. е. с увеличением разности их полярностей, и следовательно изменяется обратно взаимной растворимости обеих фаз, образующих поверхность, а убывает почти линейно для чистых жидкостей на границе с собственным паром при повышении Г, обращаясь в О незадолго до критич. точки, при к-рой полярности обеих фаз выравниваются. При низких 1° а падает с Ь, причем для ассоциированных жидкостей кривая несколько выпукла, а для мало ассоциированных—почти линейна, что связано с практич. неизменяемостью полной поверхностной энергии Е с Т [c.199]

Данные о Н. н. чистых жидкостей на границе с на-сыгценным наром позволяют рассчитать независящие от Т величины парахора и полной молярной поверхностной энергии [а — Т (да дТ), где -молярный объем, а — площадь на молекул (ТУд — Авогадро число). Для всех неассоциированных жидкостей с достаточно симметрич. молекулами темп-рный коэфф. молярнот свободной поверхностной энергии па границе с паром (при Т <<7 к) близок к постоянному значению — (1 а)/й7 [c.57]

Наиболее ясно действие поверхностной энергии обнаруживается при подъеме жидкости в капиллярных трубках, если один конец трубки погрузить в жидкость и трубку держать вертикально. Капиллярш й метод наиболее прост по сравнению с другими методами, и математическая теория его также очень проста. Этот метод употребляется обычно для измерения поверхностного натяжения жидкостей. Степень возможной точности ограничена 1) диаметром трубки, 2) неравномерностью сечения ее, 3) незначительной высотой столбика поднявшейся жидкости, 4) трудностью измерения средней высоты столба жидкости и 5) трудностью получения чистых поверхностей и т. д. [c.32]

При пластической деформации выступов фактическая площадь контакта почти не зависит от микрогеометрии поверхности, определяется пластическими свойствами материала и нагрузкой. Упрочнение материала влияет на формирование фактической площади контакта, которая при этом зависит от нагрузки в степени. В случае упругой деформации шероховатостей на фактическую площадь контакта существенно влияют геометрические характеристики шероховатости и упругие свойства материала. Площадь в этом случае пропорциональна нагрузке в степени 0,7-0,9. В узлах трения механизмов и машин, приборов, оборудования часто встречающимися видами износа являются адгезионный, абразивный, коррозионно-механический, усталостный. При воздействии потока жидкости, газа возникает эрозионное изнашивание. Наиболее интенсивно изнашивание протекает в процессе заедания. Поверхности трения при малых колебательных пере-меще1шях подвержены фреттинг-коррозии. В условиях кавитационных явлений возникает кавитационное изнашивание. Механизм физико-химических связей при адгезионном взаимодействии и интенсивность поверхностного разрушения непосредственно зависят от величины площади фактического контакта [4, 8—12]. Значительный рост интенсивности изнашивания наблюдается при достижении контактными нормальными напряжениями величины предела текучести материала. Энергия адгезии увеличивается при физически чистом контакте материалов и совпадающих по структуре материалов. Гладкость поверхностей способствует увеличению адге- [c.158]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...