течностите повърхностната енергия

Почти всички физични и химични процеси в природата са свързани с взаимодействието между атоми. Определяне на размера на interatomic сили, са физико-химичните свойства на газообразни, течни и твърди положителни общества. Процесите на омокряне и капилярен поток на течности през горната повърхност на твърдото тяло или течността се дължи на наличието в тях vnut-крайните и повърхностни силови полета. Проявата на тези сили причинява взаимодействие между молекули в и върху повърхността на течността. Iso-ното молекула намира в течността в региона на радиус SA на молекулните сили, изготвяне околните молекули и едно временно се съхраняват при излагане на тези молекули. Полученият на всички сили е нула в резултат на молекула в течността е в равновесие. При преместване на молекулата на повърхността на разстояние по-малко от радиуса на молекулярните сили, състоянието на своите баланс-бу други деца.

течни молекули по повърхността на частта му с газ, живеещи в много по-голяма привличане от течността от от средата за газ, характеризиращо се с ниска плътност. В резултат на това е първият възниква навътре течност сила тенденция peremes синигер молекулите от повърхността до дълбочина. Течният повърхност държи като опъната каучук филм. Създадена повърхностен слой, което оказва натиск върху течността. Дебелината на този слой е около 10 А. енергия на молекулите в близост до повърхността на производството-пъти по-висока, отколкото в течността. Свободната енергия на повърхностния слой на всички точки, насочени перпендикулярно на повърхността и е склонен да пъти до минимум. Ако няма други сили действат върху течността, е под формата на сфера, т.е. най-малката повърхност на тялото за даден обем.

В разтвор на практически проблеми трудно да се работи с повърхностна енергия на течността, следователно въведе опростена концепция на коефициента на повърхностното напрежение-CHO S, числено равно на напрежение сила повърхност за единица дължина на SS и течният действа в посока, перпендикулярна на тази линия

където F - повърхностното напрежение, Н; L - дължина на-свободи на повърхността на течността на която действа сила над-затегателни nostnogo F, т.

Несъответствието Molec-народен взаимодействието на GRA-приятен интерфейс и прибиране на повърхностни молекули вътре сили течност на предизвика появата. Тази сила действа тен gentsialno, изчислена за единица дължина на оперативната група периметъра ограничава течната повърхност, наречена напрежение горния nostnym.

От повърхностното напрежение действа тангенциално към повърхността на течността, повърхността слой (FS) винаги ще бъде равна и гладка, без издатини върху него. Повърхностно напрежение има една размерност N / m или DYN / cm. За вода е все още при 20 ° С 72.75 х 10 -3 N / т, или 72,75 милиНютона / m (милинютони на метър).

Noncompensation молекулни аспирация взаимодействие PS молекули засмукват във вътрешността на течността, и поради това повърхностното напрежение на течността на границата с друга течност (szhzh) или с газова среда (szhg) доведе до намаляване на течната повърхност на мини-мал размер. Най-малката повърхност за даден обем, притежаващ сфера. Сферична повърхност може да се наблюдава по отношение на MA-куплиран капки някои течности, като например живак, стъкло покрити па Рафина. Това явление се използва за получаване на сферични частици от метални прахове чрез напръскване течен метал. С цел да се увеличи повърхността на течността, след това обемът му трябва vytyagi ваната върху повърхността на нови частици, т.е. за извършване на работа срещу силите, които причиняват повърхността на течността, за да приличат на филма и са в ранг-сили на повърхностно напрежение. От това следва, че намаляването на повърхността на течността и трябва да се придружава от намаляване на свободната енергия, т.е. Това е спонтанен процес. Това обяснява факта, че свободната течност окачването във въздуха има тенденция да бъде под формата на сферични капки, защото балон за даден обем има минимална повърхност размер. Поради тази причина, малки капчици течност с ко-докосване сливат в по-голям - със същото количество на повърхностно-голям капчици по-малки от няколко по-малки такива. Стойност повърхностно енергия течност и промяна на формата си под влиянието на една капка зависи от естеството на реагентите са в контакт на границата-приятен интерфейс. Колкото по-близо най-големите ценности на повърхността си енергия, толкова по-малко в резултат на граничната повърхностна енергия.

Повърхностно напрежение може да се прояви като сила.

Както може да се види, szhg стойност може да се разглежда като енергия за единица площ (квадрат), и като силата за единица дължина на повърхността на периметъра. По отношение на размерите на един и същ. В действителност,

S = E / S = m л 2т -2 / л 2 = М л т -2 / л = F / L (5.2)

Къде Е - енергия; S - площ; m - маса на измерение; л - размер дължина-ност; т - размера на време.

По този начин, размерът на специфичната повърхност без Ener познатата - J / m 2. повърхностното напрежение и измерението - N / M. За течност един компонент, такъв като вода, цифровите стойности на повърхностното напрежение и специфична повърхност свободна енергия, равна на бой. В течности, които включват множество агенти, като съвпадение отсъства. Разликата между повърхностното напрежение и специфична повърхност без енергията на леко, а в по-голямата част от случаите, идентифициране на тези понятия. Понякога, за да се подчертае Ener-енергийно аспект във формирането на нова повърхност величина на напрежението горния nostnogo дадени в MJ / т2.

Трябва да се отбележи, че специфична повърхност свободната енергия не е особена форма на енергия, и представлява излишъкът на енергия на единица площ, които са молекули на повърхността във връзка с тяхната позиция. В допълнение към специфичното разграничение безплатно повърхностна енергия. Ако Терминът "специфичен" се отнася до единица ASW-шоу милост към повърхността, терминът "свободен" - за цялата повърхност. В този случай, думата "повърхността" обикновено се пропуска, което означава, че свободната енергия се отнася до интерфейса.

Повърхностно напрежение може да се изрази като работа да се изразходват, за да се увеличи повърхността на течността в една единица повърхност. Повърхностното напрежение на течността зависи от по-доставка на средата, от която граничи. Повърхностно напрежение често FNF otno-въздух интерфейс и е означен с.

Повърхностно напрежение е вектор, модулът която има измерение N / M. Surface енергия е на стойност скаларна, и изразява работата, необходима за формирането на новото повърхността. По отношение на напрежението на повърхността на течността и концепциите за повърхностна енергия в количествен смисъл равни.

Повърхностно напрежение, или като цяло, Повърхностното напрежение се дължи на факта, че частиците течност изпитват предимство привличане е една от фазите. В горния молекулно взаимодействието на голямо влияние върху PS осигурява самата течност, докато втората фаза, в този случай атмосфера на газ има на PS-Ing незначителен ефект. Контрастни изразена Тази асиметрия силови полета, по-голямата повърхностното напрежение. В случаите, когато разликата в областта на сила е по-слабо изразено, повърхностното напрежение е ниско. В разтвори на частици със силни силови полета се притиснат върху повърхността на частиците с по-слаби силови полета. Увеличаването на концентрацията на PS води до намаляване на повърхността, за да се нанизват. Ако отделни компоненти взаимодействащи системи, например, мерки легиращите елементи в сплави имат силово поле, подобно на znĂ-cheniyu силово поле алуминиеви основи, тези компоненти са по същество равномерно раз-Коми и представляват разтвори, чиито свойства са близо до идеален.

За едно-компонентни системи повърхностното напрежение на твърдо вещество - вакуум има максимална стойност при течност - наситена пара - по-ниска стойност на твърдо вещество на - течност повърхностното напрежение коефициент е най-малък.

течност разпространение и омокряне на повърхността на твърдо тяло с повърхността придружава с увеличаване свързани с преодоляване на опънати сили на повърхността.

Интензитетът на процес метална повърхност омокрящо Приблизително-telno могат да преценят количеството енергия, освободена по време на това.

Намокряне има значително влияние върху процесите на адхезия между двата метала, една от които е твърда, а другият в течна фаза. Това е отличителен белег на запояване, обаче, в условията на заваряване има голямо влияние върху качеството на заварените Ню Йорк свързан. Така омокряемостта на стопения метал зависи образува шев, но следва последователност, и вибрации заваряване. Нежелани явления-niem служи съединител течни капчици с основния метал - залепване на пръски. Този феномен е особено често се наблюдава по време на заваряване във въглероден диоксид, потока сърцевината тел без поток за ръчно електродъгово заваряване. Fe решаваща роля на адхезия между течна стопилка и твърдият Me-талус в процеси заемат междинно положение между заваряване или спояване -. Помедняване, Алитиране и т.н. Предпоставка за създаване метален връзка между атомите на твърдото вещество и течният метал е атоми конвергенция, което се постига при омокряне твърд течност. От енергийна гледна точка спонтанно, наличието на такива smachi ще се случи само ако силите на работа на привличане между течната и твърда метал (работа на адхезия) е равна на или повече работа тежестта принуждава течни частици една към друга (работата на сближаване).

Омокряне зависи от химическия афинитет между контактуващите метали и най-вече, от взаимното им разтворимост. Метали, които реципрочните разтвори или химични съединения с обща фаза и в състояние диаграма обикновено имат добра омокряемост взаимно. Обикновено метали са добре намокрени собствен стопилка. Неразтворим във всеки други метали често проявяват TPS-Hoi взаимно омокряемост (Fe - Pb, Al - Pb, Cu - Pb). Намокряне също е подобрена с по-малка разлика между температурите на топене.