Cтраница 1
![]() |
К определению силы поверхностного натяжения.| К расчету избыточного. [1] |
Внутренние молекулы всегда можно сделать наружными, удалив от них часть соседей; для этого приходится совершить работу. Потенциальная энергия) наружных молекул поэтому положительна. Эта энергия носит название поверхностной энергии. [2]
Приближение или удаление всяких внутренних молекул по отношению к молекулам близлежащих элементов производит новые молекулярные действия, равнодействующие которых через различные грани контакта этих элементов представляют собой взаимные давления или растягивающие усилия. Величина и направление этих давлений или растягивающих усилий зависят от относительной величины малых удлинений или сжатий сторон, так же как от малых наклонов их друг к другу. [3]
![]() |
Действие сил молекулярного притяжения на молекулу внутри жидкости ( а и на поверхности ее ( б. [4] |
Снизу ее удерживают своим притяжением внутренние молекулы жидкости, а сверху притяжении практически нет, так как молекулы пара значительно удалены друг от друга. Если сложить все силы, действующие на молекулу изнутри жидкости, получим одну равнодействующую, направленную нормально к поверхности. [5]
Чтобы увеличить поверхность жидкости, необходимо часть внутренних молекул вывести на поверхность, для чего придется совершить работу. Это можно представить как наличие сопротивления граничной поверхности жидкости растяжению и считать, что по поверхности распределены силы, препятствующие растяжению. Эти силы действуют по касательным к поверхности направлениям и называются силами поверхностного натяжения. [6]
Это значит, что молекулы поверхностного слоя имеют избыточную по сравнению с внутренними молекулами потенциальную энергию. [7]
Это обстоятельство объясняется тем, что поверхностные молекулы в пленке испытывают более слабое притяжение со стороны внутренних молекул, чем в случае массивной жидкости. [8]
Работа сил диспергирования представляет собой работу, затрачиваемую на разрушение поверхности обрабатываемой заготовки и на вывод внутренних молекул на поверхность. [9]
Рассмотрим теперь наружные молекулы. Внутренние молекулы всегда можно сделать наружными, удалив от них часть соседей. Так как силы взаимодействия молекул в основном являются силами притяжения, для этого приходится совершить работу. Потенциальная энергия наружных молекул поэтому положительна. Эта энергия носит название энергии поверхностного натяжения. [10]
Состояние молекулы в кластере определяется ее координационным числом. Молекулы внутри кластера ( внутренние молекулы) имеют приблизительно то же координационное число z, что и в жидкой фазе. Если g z, где g - число молекул в кластере, последний состоит только из поверхностных молекул; если g z, то он может быть представлен в виде ядра, окруженного слоем поверхностных молекул. [11]
Молекулу же, находящуюся на границе с газом, молекулы жидкости окружают только с одной стороны ( В), со стороны же газа молекул почти нет. Притяжение, испытываемое молекулой со стороны соседних, в случае внутренних молекул взаимно уравновешивается; для молекул, расположенных у поверхности, сложение всех сил дает равнодействующую, направленную внутрь жидкости. Поэтому, для того чтобы перевести молекулу из внутренних слоев к поверхности, надо совершить работу против указанной равнодействующей силы. Иначе говоря, каждая молекула, находящаяся вблизи поверхности жидкости, Обладает некоторым избытком потенциальной энергии по сравнению с молекулами, находящимися внутри жидкости. Чем больше поверхность жидкости, тем большее число молекул обладает этой избыточной потенциальной энергией. Следовательно, при увеличении поверхности данной массы жидкости ( например, при раздроблении воды в мелкую водяную пыль) энергия жидкости увеличивается. В этом случае внутренняя энергия тела пропорциональна размерам поверхности, и поэтому ее называют поверхностной энергией. [12]
Масса жидкости, предоставленная действию только молекулярных сил, всегда принимает форму шара. Взаимодействие между молекулами, составляющими сферическую граничную поверхность, и внутренними молекулами жидкости сводится к сжимающей силе, распределенной по поверхности. Напряженность этой силы называется дополнительным давлением ря. Благодаря действию дополнительного давления граничная поверхность жидкости сопротивляется растяжению. [13]
Рассмотрим поверхностный слой жидкости и кристалла. Молекулы, находящиеся в поверхностном слое, испытывают силы, направленные внутрь жидкости или кристалла; для того, чтобы внутренние молекулы перевести на поверхность, нужно совершить некоторую работу, которая переходит в потенциальную энергию. Поверхностные молекулы обладают большей потенциальной или свободной энергией сравнительно с теми молекулами, которые находятся внутри кристалла или жидкости. [14]
Это не так; расчет сделан для четырех молекул ТЦХМ в искусственном кристаллическом поле. Это не просто семантическая игра слов; причиной полученного расщепления кристаллического поля, по заключению авторов, является такое взаимодействие этих четырех молекул с катионами в одной и той же элементарной ячейке, что две внешние молекулы ТЦХМ встречают одно электрическое поле, а внутренние молекулы - другое. [15]