A folyadékok felületi feszültségét - studopediya
Fontos tulajdonsága a folyadékok, megkülönböztetve őket a gázok és közelebb hozza őket szilárd, a létezése úgynevezett felületi feszültséget. A mechanizmus ez a jelenség a következő. Erő molekuláris kölcsönhatás gyorsan csökkennek távolság, ezért feltételezhetjük, hogy minden egyes molekulában reagáltatjuk csak azokkal, melyek beleférjen egy sugarú gömb sugarával megegyező intermolekuláris erők a centrum a molekulában. Belül folyékony, minden molekula több vagy kevesebb egyenletesen körülvéve szomszédos molekulák, a ható erők azt ezeket a molekulákat, kölcsönösen kompenzálja úgy, hogy a kapott összes ható erők a molekula nulla. Más a helyzet a molekuláknak az a folyadék felszínén. A molekulák koncentrációja a gőz a folyadék feletti sokkal kisebb, mint a folyékony anyag. Itt, a ható erők egy olyan molekula, a környezetétől nem kölcsönösen kioltják egymást, van egy eredő erő irányul a folyadék, amely hajlamos arra, hogy felhívják a molekulák a folyadék. A külső megnyilvánulása ezen erők csökkentése érdekében a folyadék felszínén. Ezek az erők az erők a felületi feszültség.
A molekula elmozdult a folyadék mélysége a felületi réteg (rétegvastagság körülbelül egyenlő az átmérője a molekula), azt kell ellen dolgoznak ható erők a felületi rétegben. Ezért, a felületi réteg a molekulák több potenciális energiát. Találni.
Legyen z a száma legközelebbi szomszédos molekulák, minden molekulája, amely körül a folyadék (a sűrű molekulák z = 12). A görbéből a kölcsönhatási energia a molekulák a köztük lévő távolság (5.2 ábra, a.) Nyilvánvaló, hogy ez az energia, hogy a molekulák a folyadék a távolból - U0. ahol u0 - a mélység a potenciális is. Együttműködnek egymással a legközelebbi szomszédok a molekula a folyadék energiája a felszíni molekula felezési szomszédok, mint a folyadék. Ezért, az energia egyenlő lesz a szükséges idő meghaladja a potenciális energia egy molekula felületén képest az energia a mennyiség lehet, ha a molekulák száma egységnyi területen a felülete a folyadék egyenlő egy teljes területe a folyadék felszíne - S. a felesleges potenciális energia a molekulák a folyadék felszínén lesz Ez a felesleges energia összes folyadék molekuláival a felületi rétegben, összehasonlítva az energia belül a maradék térfogat folyékony, az úgynevezett felületi energiával. Bemutatjuk a jelölést, és az említett felületi energia lesz UPOV = # 963; S. A koefficiens arányosság # 963; Ez természetétől függ, és a tulajdonságait a folyékony közeg, amely érintkezik a folyadék. Ez az úgynevezett együttható felületi feszültséget. UPOV energia részeként a belső energia a folyékony és a szabad energia F. ezért úgynevezett szabad felületi energia Fpov. A munka a külső erők # 948; A”. fordított növelése dS felszíni izotermikus folyamat nyilvánvalóan növekedés felületi szabad energiája:
Ennek alapján kapcsolatban lehet meghatározni, mint a felületi feszültség a folyadék # 963;. a felületi feszültség a folyadék számszerűen egyenlő a munkát, amely szükséges végezni, hogy növelje a felület egységnyi.
Állandó hőmérsékleten, termodinamikai rendszer hajlamos az állam minimális szabad energia értékét. Ez a minimális szabad energia lehet elérni minimális a folyadék felszínén. Ezért a folyadék hajlamos olyan állapotban, amelyben a felületén minimális állandó hőmérsékleten.
Rátérve a lineáris értékek, tudjuk kifejezni a felületi feszültséget a felületi feszültség által erők. Ábra. 7.6 ábra egy keret kifeszített bármilyen folyékony film; az egyik oldalon (AB) a mozgatható keret. Mivel a rendszer energetikailag kedvező, hogy csökkentse a felületi, amely megnyilvánul az intézkedés a felületi feszültség erők, majd tartsa a mozgatható keret oldalán úgy kell kifejteni egy bizonyos F erő. melynek meg kell egyeznie nagyságú és ellentétes irányú a folyékony felületi feszültség erők is ható ezen az oldalán a keret. Ha az erő f határ AB film tolódik a dx értéket. ez lesz eltöltött
gdel - a hossza a mozgó AB oldalán. DS = LDX. Másrészt, ez a munka által (7,4). Aztán kapunk
Következésképpen, a felületi feszültség együttható számszerűen egyenlő a ható felületi feszültségi erő egységnyi hossza a kontúr határoló a folyadék felszínén.
Felületi feszültség növekvő hőmérséklettel csökken, mivel a csökkentett különbség a folyadék sűrűsége és a környező gőz. A kritikus pont, amikor a sűrűség a folyadék és gőz azonosak, a felületi feszültség nulla.
Állandósult állapotbeli egyensúlyt, a szabad folyadékot minimális értéke a felületi szabad energia, és ezért olyan formát vesz fel, amely a felületén minimális. Az összes lehetséges formáját a felületek befoglaló az adott térfogatban, gömb minimális felületet. Ez az, amiért kisebb cseppek és buborékok a gömb alakúak. Az a tény, hogy a földi körülmények formáját ölti egy folyadéktartály, amelybe öntjük, és a szabad felület irányára merőleges a gravitáció miatt a kombinált akció a gravitáció és a felületi feszültség erők. A folyadék igyekszik, hogy alakja olyan koto-
raj tömegközéppontja lesz a legalacsonyabb helyzetét, és a potenciális energia a folyadék egésze - a legkisebb érték.
Ha a folyadék által határolt más gázzal vagy egy folyékony vagy egy szilárd, a felületi feszültség megváltozik. A szilárd felületi feszültsége, ugyanazon okokból, mint a folyadék.