Tensiunea superficială - Enciclopedia - Cunoștințe Fondul „Lomonosov“

Pentru componenta un singur sistem în două faze - un lichid la granița cu propria sa stare de vapori saturați (Fig.1) a moleculelor de pe suprafața lichidului este diferit de ei în stare vrac. În domeniul de aplicare al forțelor rezultante de interacțiune intermoleculară este zero, iar la suprafață datorită asimetriei mediului molecular asupra moleculei acționează forța decompensate direcționată în volum de fază. Pentru a afișa molecula de la cea mai mare parte la suprafață, adică, pentru a crea o nouă suprafață, este necesar pentru a efectua un anumit loc de muncă. Tensiunea superficială - activitatea de formare pe unitatea de suprafață în condiții izoterme reversibile. În formarea unei noi suprafețe cheltuite operațiunea continuă la creșterea energiei din molecule la suprafață, astfel încât tensiunea de suprafață poate fi definită ca energie specifică exces suprafață liberă.

Fig.1. tensiune superficială

Tensiunea superficială se produce datorită forțelor intermoleculare decompensate și depinde de amploarea acestor forțe. Tensiunea superficială are o dimensiune J / m 2 sau N / m și schimbarea lichidului / abur saturat (la temperatura camerei)

20 mJ / m 2 pentru hidrocarburile lichide (care sunt în forțe de dispersie intermoleculare) la

70 mJ / m 2 pentru apă, care este dominat de legături de hidrogen între moleculele și pot ajunge la 473 mJ / m 2 pentru (legături metalice) mercur. Tensiunea superficială notată cu litera grecească sigma (în literatura engleză de multe ori litere γ).

Împreună cu energia (termodinamic) definită forță acolo tratament (mecanică) a tensiunii superficiale. Relația dintre aceste concepte oferă o experiență simplă Dupre. În cadrul sârmă cu o lungime mobilă crossbar l tensionat peliculă subțire de lichid (de exemplu, soluție de săpun) (Figura 2). La aplicarea forței de bara transversală F mutat de o mică distanță dl. Forța F produce în același timp munca dW = FDL. Dacă procesul este reversibil în condiții izoterme, atunci lucrarea consumată în formarea unui nou 2ldl suprafață; formarea costurilor de suprafață sunt σ2ldl. La egalitate FDX = σ2ldl obține că a = F / 2L. Astfel, tensiunea superficială poate fi considerată ca o forță aplicată pe unitatea de lungime a feței de contur de delimitare direcționată tangențial (tangențial), la suprafață și tinde să reducă suprafață. putere Unitate și abordare a puterii aparente pentru suprafețe subțiri (lichid / gaz și lichid / lichid) la o energie de suprafață solidă este definirea mai rezonabilă a tensiunii superficiale.

La granița dintre două valori faze condensată a tensiunii de suprafață depinde de intensitatea forțelor de interacțiune dintre moleculele diferite faze si mai multe interacțiuni, mai mică valoarea va lua valoarea tensiunii superficiale. Tensiunea superficială între fazele „surori“ poate ajunge la cantități foarte mici de 10 -2 -10 -3 mJ / m 2.

literatura recomandată

A. Adamson Chimia fizică a suprafețelor. - M., "Mir", Editura. 1979.