kapilláris jelenségek
Kapilláris jelenségek, több jelenségek miatt a felületi feszültség az interfész a nem elegyedő folyadékok (folyékony rendszerek - a folyékony közeg - gáz vagy gőz) jelenlétében felület görbülete. Speciális esete a felszíni jelenségek.
Hiányában fluid erők korlátozott tömege gravitációs hatása alatt a felületi feszültség hajlamos elfoglalni egy minimális mennyiségű felszíni, azaz. E. tudomásul gömb alakú. Olyan körülmények között, a gravitáció nem túl viszkózus folyadék megfelelő tömegű veszi az alakja egy tartály, amelybe öntjük, és a szabad felület egy viszonylag nagy területen (távol az edény faláról) válik lapos, mivel a szerepe a felületi feszültség kevésbé jelentős, mint a gravitációs erő. Amikor kölcsönhatásba lépni egy másik folyékony vagy szilárd felülettől (például, az edény faláról) ívelt folyadék felszínén tartják függvényében a jelenléte vagy hiánya a nedvesítés. .. Ha van egy nedvesítő, azaz folyékony molekula 1 (. 1. ábra) erősen kölcsönhatásba lépnek a molekulák a 3 felület, mint a molekula egy másik folyadék (vagy gáz) 2, akkor hatása alatt a különbség a intermolekuláris kölcsönhatás erők folyadékot 1 felmászik a fal a hajó - rész folyékony fala melletti ívelt. A nyomás növekedése által okozott folyadék, a kapilláris nyomás egyensúlyban Dp - a nyomáskülönbség felett és alatt a felület az ívelt szakasz. Nagysága a kapilláris nyomás függ az átlagos sugara r görbületi a felület határozza meg Laplace képlet: Dp = 2σ / r, ahol σ - felületi feszültség. Ha a metszősík fázishatár (r = ∞), majd mechanikai egyensúly nyomásviszonyok mellett mindkét oldalán a rendszer interfész egyenlő és Dp = 0. Abban az esetben, a konkáv folyadék felületi (R <0) давление в жидкости ниже, чем давление в граничащей с ней фазе и ∆р <0; для выпуклой поверхности (r> 0) Ap> 0.
A felület görbülete befolyásolja közötti egyensúlyt a folyadék és a telített gőz: szerint a Kelvin egyenlet, a gőznyomás a folyadék feletti cseppecske megnő csökkenése annak sugara, ami megmagyarázza, például a növekedés a nagyobb cseppecskék felhők miatt kicsi.
A jellemző kapilláris jelenségek közé kapilláris abszorpciós, a megjelenése és elterjedése kapilláris hullámok kapilláris folyadék mozgását, kapilláris kondenzáció, párolgás és oldódási jelenlétében görbült felület. A kapilláris abszorpciós jellemző a sebesség függvényében kapilláris nyomás és a folyadék viszkozitása. Ez fontos szerepet játszik a vízellátás növények, a víz mozgása a talajban és egyéb kapcsolódó folyamatok folyadék áramlását a porózus közegben. Kapilláris impregnáló - az egyik leggyakoribb folyamatok kémiai technológia. Azokban a rendszerekben nem párhuzamos falakkal (vagy kapillárisok kúpszelet) görbülete a meniszkusz függ a helyét, ahol a határoló felületei folyékony és egy csepp nedvesítő folyadék ott mozogni kezd a meniszkusz egy kisebb sugarú (ábra. 2), m. E. az irányba, ahol nyomás alacsonyabb. Ennek oka a kapilláris folyadék mozgását szolgálhat a különbség a felületi feszültség erők a meniszkusz, mint például, hogy létezik egy hőmérséklet-gradiens vagy adszorpcióval felületaktív anyagok, csökkenti a felületi feszültséget.
A görbület a folyadék felszínén jelentősen befolyásolja a folyamatokat a párolgás, forrásban lévő, feloldjuk, a páralecsapódás nukleációs és kristályosítással. Így, a tulajdonságok a rendszerek tartalmazó nagyszámú cseppek vagy gázbuborékokat (emulziók, aeroszolok, habok), és azok kialakulását nagyban meghatározza kapilláris jelenségek. Azt is alapját számos folyamatok: flotációs, szinterezés porok, víz az olajat a víztározók felületaktív vizes oldatok, adszorptív elválasztása és tisztítása a gáznemű és folyékony keverékek, stb ...
Először a kapilláris jelenségek vizsgáltuk Leonardo da Vinci. Rendszeres megfigyelést és leírása jelenségek vékony kapilláris csövekben, és a között a lapos, egymáshoz közel elhelyezett üveglemez 1709-ben F. Hauksbee, demonstrátort Royal Society of London. Alapjai az elmélet a kapilláris jelenségek meghatározott munkáiban T. Young, P. Laplace, és azok termodinamikai által végzett elemzést J .. Gibbs (1876).
Irod A. Adamson Physical Chemistry of Surfaces. M. 1979 Rowlinson. Widom B Molecular Theory a hajszálcsövesség. M. 1986.
AM Emelianenko, NV Churaev.