Lichidele de energie de suprafață
Aproape toate procesele fizice și chimice în natură sunt asociate cu interacțiunea dintre atomii. Se determină amplitudinea forțelor interatomice, sunt proprietățile fizico-chimice ale gazoase, lichide și solide societăți ve. Procesele de umectare și capilare de curgere a lichidelor prin suprafata superioara a corpului solid sau lichid este, de asemenea, datorită prezenței în ei câmpuri de forță vnut-nal și de suprafață. Manifestarea acestor forțe determină interacțiuni între molecule și pe suprafața lichidului. moleculă situată în interiorul fluidului în regiunea sa rază a forțelor moleculare izo- lată, desen moleculele din jur și unu stocate temporar sub expunerea la aceste molecule. Rezultanta tuturor forțelor este zero, ca urmare a unei molecule în lichidul este în echilibru. Atunci când se deplasează molecula la suprafață, la o distanță mai mică decât raza forțelor moleculare, starea de echilibru-bu alți copii săi.
moleculele de lichid pe suprafața secțiunii sale cu gazul, care se confruntă cu o atracție mult mai mare de lichid decât prin mediul gazos, caracterizat prin densitate scăzută. În consecință, aceasta este prima apare forță activă de fluid tinde peremes-tit moleculele sale de la suprafață la adâncime. Suprafața lichidă se comportă ca un film de cauciuc întinsă. Formată strat de suprafață, ceea ce pune presiune asupra lichidului. Grosimea acestui strat este de aproximativ 10 A. Energia moleculelor lângă suprafața de caz ori mai mare decât în lichid. Energia liberă a stratului de suprafață în toate punctele îndreptate perpendicular pe suprafața și tinde să ori la minimum. Dacă nu există alte forțe acționează asupra lichidului, aceasta ia forma unei sfere, adică cea mai mică suprafață a corpului pentru un volum dat.
În rezolvarea problemelor practice dificile să opereze cu o energie superficială a lichidului, prin urmare, a introdus un concept simplu de coeficientul de tensiune superficială-cho s, numeric egală cu forța de tensiune superficială pe unitatea de lungime SS și care acționează lichid în direcție perpendiculară pe această linie
unde F - tensiunea superficială, H; L - lungimea-libertăți ale suprafeței lichidului pe care acționează forța de supra-tensionare nostnogo F, m.
Disparitatea Interacțiunea Molec-ular pe interfața-GRA Nisa și retragerea moleculelor de suprafață în interiorul forțelor de fluid provoca apariția. Această forță acționează gentsialno tan, calculată pe unitatea de lungime a perimetrului restrânge OG suprafața lichidului, denumită tensiune top-nostnym.
Deoarece tensiunea superficială acționează tangențial la suprafață în lichid, stratul de suprafață (FS) va fi întotdeauna plană și netedă, fără proeminențe pe acestea. Tensiunea de suprafață are o singură dimensionalitate N / m sau dyn / cm. Pentru apa este încă la 20 ° C 72,75 x 10 -3 N / m sau 72,75 mN / m (milliNewtons per metru).
molecule Noncompensation moleculare PS interacțiune aspirație aspirat în interiorul lichidului, și datorită acestei tensiune de suprafață în lichid la granița cu un alt lichid (szhzh) sau cu un mediu gazos (szhg) tind să reducă suprafața lichidului la mini mal dimensiune. Cea mai mică suprafață pentru un volum dat, care posedă o sferă. suprafață sferică poate fi observată în ceea ce privește MA cuplat picături unele lichide, cum ar fi mercur, sticla acoperit pas Rafina. Acest fenomen este utilizat pentru obținerea de particule sferice de pulberi metalice prin pulverizare de metal lichid. Pentru a mări suprafața lichidului, atunci volumul său trebuie vytyagi cuvă pe suprafața noilor particule, adică, pentru a face munca împotriva forțelor care determină suprafața lichidului să semene cu film și sunt în forțele de tensiune rang de suprafață. Din aceasta rezultă că reducerea suprafeței lichidului și trebuie să fie însoțită de o scădere a energiei libere, și anume, Este un proces spontan. Aceasta explică faptul că suspensia lichidă liberă în aer tinde să ia forma unor picături sferice, deoarece balon pentru un volum dat are o suprafață minimă de dimensiune. Din acest motiv, picături mici de lichid, cu co-touch fuziona în mare - cu aceeași cantitate de picături de suprafață mare, mai mici decât cele mai multe mici. lichid de valoare suprafață de energie și schimbarea formei sale sub influența unei picături depinde de natura reactanților sunt în contact pe interfața de delimitare-Nisa. Cu cât cele mai mari valori ale energiei lor de suprafață, cu atât mai puțin energia rezultată suprafața interfacială.
Tensiunea superficială se poate manifesta ca o forță.
După cum se poate observa, valoarea szhg poate fi considerată ca energie per unitate de suprafață (pătrat) și ca forța pe unitatea de lungime a suprafeței perimetrului. În ceea ce privește dimensiunile unul și același. De fapt,
s = E / S = m l 2 t -2 / l 2 = m l t -2 / l = F / l (5.2)
În cazul în care E - energie; S - suprafață; m - masa dimensiunii; l - dimensiune lungime-Ness; T - dimensiunea timpului.
Astfel, dimensiunea specifică suprafață liberă Ener-ologie - J / m 2. Tensiunea superficială și dimensiunea - N / m. Pentru un fluid monocomponent, cum ar fi apa, valorile numerice ale tensiunii superficiale și o energie liberă de suprafață specifică egală cu a lupta. În lichide, care includ agenți multiple, o astfel de coincidență este absentă. Diferența dintre tensiunea superficială și energia specifică suprafață liberă de ușor, iar în majoritatea cazurilor identifică aceste concepte. Uneori, pentru a sublinia Ener-energie-aspect în formarea unei noi dimensiuni de suprafață a tensiunii top-nostnogo dată în mJ / m 2.
Trebuie remarcat faptul că energia specifică suprafață liberă nu este o formă particulară de energie și reprezintă excesul de energie pe unitatea de suprafață, care au molecule pe suprafața în legătură cu poziția lor. În plus față de energia liberă de suprafață distincție specifică. În cazul în care termenul „specific“ se referă la o unitate de ASW-show milă la suprafață, termenul „liber“ - pe întreaga suprafață. În acest caz, cuvântul „suprafață“ este de obicei omis, ceea ce înseamnă că energia liberă se referă la interfața.
Tensiunea superficială poate fi exprimată ca o lucrare să fie cheltuite pentru a crește suprafața lichidului la o suprafață unitară. Tensiunea superficială a lichidului depinde de sub-livrare a mediului din care se învecinează. Tensiunea superficială adesea FNF otno-aer interfață și este notată s.
Tensiunea superficială este un vector, modulul care are dimensiunea N / m. energie de suprafață este o valoare scalară, și exprimă lucrările necesare pentru formarea noii suprafață. În ceea ce privește tensiunea superficială lichid și conceptele de energie de suprafață în sens cantitativ egal.
Tensiunea superficială sau, în general, tensiunea interfacială se datorează faptului că particula fluid se confruntă cu un avantaj atractie este una dintre faze. In interacțiunea moleculara mai mare de un impact major asupra PS oferă lichid în sine, în timp ce a doua etapă, în acest caz, în atmosferă de gaz are efect nesemnificativ asupra PS-ing. Este mai clară exprimat această asimetrie, câmpurile de forță mai mare tensiunea superficială. În cazul în care diferența în câmpurile de forță este mai puțin pronunțată, tensiunea superficială este scăzută. În soluții de particule cu câmpuri de forțe puternice fiind presată pe suprafața particulei cu câmpuri de forță mai slabe. Creșterea concentrației de PS determină o scădere a suprafeței la înșirarea. Dacă componente separate sisteme care interacționează, de exemplu, masoara elementele de aliere din aliaje au un câmp de forță, similară în baze de aliaj ZNA-câmp de forță cheniyu, aceste componente sunt în mod substanțial dis-cated uniform și reprezintă soluții ale căror proprietăți sunt aproape ideale.
Pentru sistemele cu un component tensiunea superficială la solid - vidul are o valoare maximă la lichid - abur saturat - o valoare mai mică la solid - coeficientul de tensiune superficială lichid este cea mai mică.
răspândirea lichid și umectarea suprafeței corp solid cu suprafața însoțită de o creștere legată de depășirea forțelor de tensiune de suprafață.
Intensitatea procesului de umectare suprafață metalică Aprox-telno poate estima cantitatea de energie eliberată în timpul acestei.
Umezirea are un impact semnificativ asupra procesului de adeziune între cele două metale, dintre care unul este solid, iar cealaltă în fază lichidă. Acesta este semnul distinctiv al lipire, cu toate acestea, în condițiile de sudare are o mare influență asupra calității sudate-ny conectat. Astfel, higroscopicitatea metalului topit depinde formează o cusătură, dar urmează secvența și sudarea vibrațiilor. Indezirabilă fenomene niem servește picături de lichid de ambreiaj cu metalul de bază - lipirea stropilor. Acest fenomen este deosebit de frecvent observate în timpul sudurii de dioxid de carbon, sârmă de flux-tubulara fără flux pentru sudare manuală cu arc. Fe rol crucial jucat de adeziunea între topitura lichidă și solidă Me-Tallus în procesele ocupă o poziție intermediară între sudare sau lipire. - cu cupru, aluminizare, obligațiuni metalice etc. O condiție necesară stabilirea între atomii solidului și metalul lichid este atomii de convergență, care se realizează atunci când sunt umezite lichid solid. Din punct de vedere energetic spontan, disponibilitatea acestor smachi va avea loc numai în cazul în care forțele de operare ale atracție între metalul lichid și solid (muncă de adeziune) este egală sau mai mare gravitate muncă forțează particulele de lichid între ele (la activitatea de coeziune).
Hidrofilie depinde de afinitatea chimică între metale în contact, și mai presus de toate, de la solubilitatea lor reciprocă. Metalele care formează soluții reciproce sau compuși chimici având faza generală și într-o diagramă de stare au, în general bună higroscopicitate reciprocă. De obicei, metalele sunt bine udate se topesc proprii. Insolubil în fiecare alte metale adesea prezintă TPS-Hoi higroscopicitate reciproce (Fe - Pb, Al - Pb, Cu - Pb). Umezirea este de asemenea îmbunătățită, cu o diferență mică între temperaturile de topire.