Работа - образование - капля
Cтраница 1
Работа образования капли на твердой поверхности уменьшается за счет выигрыша энергии, связанного со взаимодействием между частицами твердого тела и жидкостью. [1]
 |
Капля на твердой смачиваемой поверхности. [2] |
Уменьшение работы образования капли на твердой стенке объясняет, почему конденсация начинается обычно на посторонних твердых частичках, находящихся в материнской фазе. [3]
Согласно соотношению (62.3) работа образования капли падает по мере увеличения степени пересыщения. [4]
Из последнего выражения видно, что работа образования капли из пересыщенного пара равна / з работы образования ее поверхности. [5]
Из последнего выражения видно, что работа образования капли из пересыщенного пара равна V8 работы образования ее поверхности. [6]
 |
Капля на твердой сма - ( XI, 6 чиваемой поверхности. [7] |
Из последнего выражения видно, что работа образования капли из пересыщенного пара равна / з работы образования ее поверхности. [8]
Здесь мы воспользовались более сложным, чем обычно, способом вычисления работы образования равновесной капли с применением Q-потенциала по следующим соображениям. Прежде всего применение й-потенциала точно соответствует условиям перехода между двумя состояниями с равными химическими потенциалами, вероятность которого вычисляется. Переход при постоянном химическом потенциале означает, что количество вещества изменяется, система открыта и расход вещества на образование равновесных капель компенсируется вводом в систему эквивалентного количества вещества, так что парциальное давление в системе поддерживается постоянным. [9]
Как видно из (62.5), работа образования зародыша равна 1 / 3 разности энергий поверхностей раздела, которые образуются и исчезают при образовании зародыша. Работа образования капли на твердой поверхности снижается по сравнению с определяемой уравнением (62.2) за счет выигрыша в энергии, связанного с взаимодействием между частицами твердого тела и жидкости. [10]
В термодинамике жидкостей величина ysAs / 3 имеет особое значение: это работа образования капли или пузырька. Для жидкостей эта величина, как и поверхностное натяжение, определяется ( прямо или косвенно) из опыта. Поэтому, если для анализа состояния мицеллы используется модель жидкой капли, написанные выше уравнения оказываются наиболее удобными и дают полное термодинамическое описание мицеллы. Если же в модели мицеллы учитываются ее твердоподобные свойства, то развитый выше формализм, связанный с использованием поверхностного натяжения у. Для жидкостей а - ( см. § 5), но для твердых тел эти величины различны, причем именно о, а не у характеризует работу образования твердой частицы. [11]
Не утверждается, однако, что клатраты реально существуют в пересыщенном паре воды. Более того, при последовательном присоединении молекул клатратные структуры не переходят непрерывно одна в другую, а следовательно, они не годятся для полнот статистического описания пересыщенного пара. Другое ограничение состоит в том, что идеально упорядоченные клатратные структуры не могут беспредельно увеличивать свои размеры: уже у клат-ратов, содержащих свыше 80 молекул, трудно поддерживать замкнутые ячейки без большого нарушения углов и длин связей. Несмотря на указанные недостатки, клатратная модель представляет интерес, ибо истинная структура кластеров водяного пара неизвестна. Полная статистическая сумма клатрата вычислялась в приближении гармонического осциллятора-жесткого ротатора, причем предполагалось, что вибрационные движения молекул, их внутренние возбуждения и заторможенные вращения ( либрации) описываются нормальнми колебаниями около положений равновесия. Как и ожидалось, расчетные точки не ложатся на гладкую кривую, а выявляют максимумы и минимумы, характеризующие относительную стабильность клатратов разного размера. Сплошной кривой показана зависимость работы образования капли воды от ее размера согласно капиллярному приближению. [12]
Если насыщенный пар находится над твердой поверхностью, причем имеется полная смачиваемость поверхности твердого тела данной жидкостью, то можно показать, что работа образования пленки жидкости на этой поверхности равна нулю. Поэтому конденсация начинается на поверхности твердого тела, как только достигается состояние насыщения. Таким образом, твердая частица или поверхность, покрытая тончайшей пленкой жидкости, будет играть роль капли, размер которой будет больше размера зародыша. Это следует хотя бы из того факта, что конденсация пересыщенного пара начинается, как правило, на частицах, а не на стенках сосуда. Здесь большую роль играет смачиваемость поверхности. Если жидкость лишь частично смачивает поверхность твердого тела, образуя капли с конечным краевым углом, то работа образования капли будет составлять определенную долю работы образования капли в объеме. Однако даже в случае смачиваемой плоской поверхности, как будет показано в дальнейшем, требуется некоторая степень пересыщения пара, для того чтобы пленка оказалась способной к дальнейшему неограниченному росту. [13]
Если насыщенный пар находится над твердой поверхностью, причем имеется полная смачиваемость поверхности твердого тела данной жидкостью, то можно показать, что работа образования пленки жидкости на этой поверхности равна нулю. Поэтому конденсация начинается на поверхности твердого тела, как только достигается состояние насыщения. Таким образом, твердая частица или поверхность, покрытая тончайшей пленкой жидкости, будет играть роль капли, размер которой будет больше размера зародыша. Это следует хотя бы из того факта, что конденсация пересыщенного пара начинается, как правило, на частицах, а не на стенках сосуда. Здесь большую роль играет смачиваемость поверхности. Если жидкость лишь частично смачивает поверхность твердого тела, образуя капли с конечным краевым углом, то работа образования капли будет составлять определенную долю работы образования капли в объеме. Однако даже в случае смачиваемой плоской поверхности, как будет показано в дальнейшем, требуется некоторая степень пересыщения пара, для того чтобы пленка оказалась способной к дальнейшему неограниченному росту. [14]
Страницы: 1