Поверхностное натяжение - Поверхностные явления. Контакт трех фаз. Когезия, адгезия, смачивание, растекание

Поверхностный натяжение адсорбция адгезия

Поверхностное натяжение различных конденсированных тел на границе с газом непосредственно связано с межатомным и межмолекулярным взаимодействием в конденсированной фазе.

Когезией называется сила сцепления одинаковых молекул, атомов, ионов внутри одной фазы (гомогенной части системы), определяющая прочность данного тела.

Когезии противопоставляется адгезия - сила взаимодействия между молекулами двух разнородных тел, обуславливающая прилипание друг к другу этих тел.

Если имеется система из молекул однородной жидкости (например, воды), то для создания новых поверхностей раздела (например, вода - воздух) потребуется выполнить работу. Эта работа, затраченная на преодоление сил сцепления между молекулами однородной жидкости, называется когезией.

Определим работу когезии WК через поверхностное натяжение. В системе вода - воздух: 1 - фаза воды, 0- фаза воздуха (рис. 6).

WК = 2уЖг

Или

WК = 2у1,0

система вода - воздух

Рис. 6. Система вода - воздух: 1 - фаза воды, 0- фаза воздуха.

Т. к. при разрыве поверхности воды образуется поверхность в две единице площади, то WК равно удвоенному значению поверхности натяжения на границе с газом. Применительно к идеально твердому телу (отсутствуют дефекты структуры) величину WК называют прочностью на разрыв.

Зависимость между давлением насыщенного пара и WК. В процессе испарения вещества происходит полный разрыв межмолекулярных связей, поэтому работа когезии WК определяется энтальпией парообразования:

ДHП = ДGП + TДSП,

Где ДHП - изменение энтальпии парообразования, ДGП - изменение энергии Гиббса при парообразовании, ДSП - изменение энтропии при парообразовании. Этальпия парообразования твердого вещества равна энергии кристаллической решетки. В условиях равновесия между конденсированной и паровой фазами при p = const и T = const: ДGП =0 => ДHП = TДSП. Отсюда следует, чем больше энтальпия парообразования ДHП, т. е. больше работа когезии WК и больше поверхностное натяжение у, тем больше его энтропия.

Т. к.

,

Где ?S0 - изменение энтропии парообразования при температуре кипения, рАтм - давление пара, равное атмосферному давлению.

Отсюда, чем больше WК (больше поверхностное натяжение), тем меньше давление насыщенного пара над веществом при данной температуре, т. е. меньше летучесть.

Похожие статьи




Поверхностное натяжение - Поверхностные явления. Контакт трех фаз. Когезия, адгезия, смачивание, растекание

Предыдущая | Следующая