Свободная поверхностная энергия

Свободная поверхностная энергия

Свободная поверхностная энергия - это термодинамический параметр, характеризующий энергию межмолекулярного взаимодействия частиц на поверхности раздела фаз с частицами каждой из контактирующих фаз. Поверхностная энергия прямо пропорциональна удельной энергии межфазного взаимодействия или поверхностному натяжению σ и удельной площади поверхности раздела фаз. Мы живём в мире умопомрачительных естественных явлений. Их очень много, мы сталкиваемся с ними любой день, никак не задумываясь о сути. Однако человек как мудрый парадокс обязан разуметь сущность данных явлений. Эти действа как капиллярность, омачивание и несмачивание, капиллярное действо обширно распространены в природе и технике. Они главны как в ежедневной жизни, этак и для решения важных научно-технических задач. Познания сообразно сиим вопросцам разрешают ответствовать на почти все вопросцы. К примеру, отчего капля в вольном полете, планеты и звездное небо имеют шарообразную форму, будто это флотация и в каком месте она отыскала использование, отчего одни твердые тела отлично смачиваются жидкостью, остальные нехорошо, будто капиллярные действа разрешают вбирать калорийные составляющие, воду из земли корневой системой растительности, будто кровообращение в живых организмах базируется на капиллярном явлении и т.д. Молекулы препарата в водянистом состоянии размещены практически впритык приятель к приятелю. В различие от жестких кристаллических тел, в каких молекулы образуют упорядоченные текстуры во всем размере кристалла и имеют все шансы исполнять термо шатания возле зафиксированных центров, молекулы воды владеют большей волей. Любая молекула воды, еще как и в жестком теле, Свободная поверхностная энергия слоя на границе удельная со всех сторон соседними молекулами и делает термо шатания возле некого расположения баланса. Но, время от медли неважно какая молекула имеет возможность двинуться в соседнее незамещенное пространство. Эти перескоки в жидкостях проистекают достаточно нередко; потому молекулы никак не привязаны к конкретным центрам, как в кристаллах и имеют все шансы передвигаться сообразно всему размеру воды. Сиим разъясняется микротекучесть жидкостей. Из-из-за мощного взаимодействия меж недалеко расположенными молекулами они имеют все шансы организовывать локальные (неуравновешенные) упорядоченные категории, имеющие некоторое количество молекул. Наверное действо именуется близким распорядком При замерзании влага расширяется, потому гололед остается каботажничать на плоскости замерзающего бассейна. Температура замерзающей воды подо льдом одинакова 0°С. В наиболее крепких слоях воды у низа бассейна температура как оказалось распорядка 4°С. Спасибо данному имеет возможность быть жизнь в воде замерзающих водоемов. Более увлекательной индивидуальностью жидкостей считается присутствие вольной плоскости. Жидкость, в различие от газов, никак не наполняет целый размер сосуда, в кой она налита. Меж жидкостью и газом (либо паром) появляется грань раздела, коия располагаться в особенных критериях сообразно сопоставлению с прочий массой воды. Молекулы в пограничном слое воды, в различие от молекул в ее глубине, окружены иными молекулами той ведь воды никак не со всех сторон. Силы межмолекулярного взаимодействия, деятельные на 1 из молекул снутри воды со стороны располагающихся рядом молекул, в среднем обоюдно скомпенсированы. Неважно какая молекула в пограничном слое притягивается молекулами, оказавшимися снутри воды (мощами, действующими на эту молекулу воды со стороны молекул газа (либо два) разрешено пренебречь). В итоге возникает некая равнодействующая держава, нацеленная вглубь воды Ежели молекула перенесется с плоскости вовнутрь воды, силы межмолекулярного взаимодействия обвенчаются позитивную работу. Напротив, чтоб вынуть некое численность молекул из глубины воды на плоскость Следственно, молекулы поверхностного слоя воды владеют лишней сообразно сопоставлению с молекулами снутри воды возможной энергией. Возможная энергия Ep плоскости воды пропорциональна ее площади: Из механики понятно, будто равновесным состояниям системы подходит малое смысл ее возможной энергии. Отседова надлежит, будто вольная плоскость воды устремляется уменьшить собственную площадь. Сообразно данной фактору вольная капля воды воспринимает шарообразную форму. Жидкость водит себя этак, как как будто сообразно касательной к ее плоскости работают силы, уменьшающие (стягивающие) данную плоскость. Данные силы именуются мощами поверхностного натяжения. Присутствие сил поверхностного натяжения готовит плоскость воды схожей на тугую растянутую пленку, с той лишь различием, будто тугие силы в пленке находятся в зависимости от площади ее плоскости (т.е. от такого, как пленочка деформирована), а силы поверхностного натяжения никак не находятся в зависимости от площади плоскости воды. Этак как каждая система беспричинно переходит в положение, при котором ее возможная энергия мала, то жидкость обязана беспричинно перебегать в это положение, при котором площадь ее вольной плоскости владеет меньшую значение. Наверное разрешено представить с поддержкою последующего эксперимента. Так как при одном и том ведь размере меньшая площадь плоскости наличествует у шара, жидкость в состоянии невесомости воспринимает форму шара. Сообразно данной ведь фактору мелкие капли воды имеют шарообразную форму. Выкройка мыльных пленок на разных каркасах постоянно подходит меньшей площади вольной плоскости воды. Мы пристрастились мыслить, будто воды никак не имеют безличный своей формы. Наверное ошибочно. Природная выкройка каждой воды - шар. Традиционно держава тяжести препятствует воды воспринимать данную форму, и жидкость или растекается узким слоем, ежели сосуда недостает, или ведь воспринимает форму сосуда. Находясь снутри иной воды таковой ведь плотности, жидкость воспринимает природную, шарообразную форму. Оливковое масло всплывает в воде, однако утопает в спирте. Разрешено изготовить эту смесь воды и спирта, в которой масло станет пребывать в балансе. Введём с поддержкою стеклянной трубки либо шприца в данную смесь незначительно оливкового масла: масло соберётся в 1 шарообразную каплю, коия станет спадать бездвижно в воды. Ежели выпустить чрез центр масляного шара проволоку и вертеть ее, то маслоподкачивающий шар затевает сжиматься, а потом, чрез некоторое количество секунд, от него отделяется перстень из малеханьких шарообразных капелек масла. Данный эксперимент в первый раз изготовил бельгийский Свободная поверхностная энергия слоя на границе удельная .