КОНТАКТ ТРЕХ ФАЗ. КОГЕЗИЯ, АДГЕЗИЯ, СМАЧИВАНИЕ, РАСТЕКАНИЕ.
Поверхностное натяжение различных конденсированных тел на границе с газом непосредственно связано с межатомным и межмолекулярным взаимодействием в конденсированной фазе.
Когезиейназывается сила сцепления одинаковых молекул, атомов, ионов внутри одной фазы (гомогенной части системы), определяющая прочность данного тела.
Когезии противопоставляется адгезия – сила взаимодействия между молекулами двух разнородных тел, обуславливающая прилипание друг к другу этих тел.
Если имеется система из молекул однородной жидкости (например, воды), то для создания новых поверхностей раздела (например, вода – воздух) потребуется затрата работы. Эта работа, затраченная на преодоление сил сцепления между молекулами однородной жидкости называется когезией.
Определим работу когезии через поверхностное натяжение. В системе вода – воздух: 1 – фаза воды, 0- фаза воздуха.
Рис. 2. Система вода – воздух: 1 – фаза воды, 0- фаза воздуха.
Т.к. при разрыве поверхности воды образуется поверхность в две единице площади, то Wk равно удвоенному значению поверхности натяжения на границе с газом. Применительно к идеально твердому телу (отсутствуют дефекты структуры) величину Wk называют прочностью на разрыв.
Зависимость между давлением насыщенного пара и Wk. В процессе испарения вещества происходит полный разрыв межмолекулярных связей, поэтому работа когезии Wk определяется энтальпией парообразования:
ΔHn = ΔGn + TΔSn,
где ΔHn – изменение энтальпии парообразования, ΔGn – изменение энергии Гиббса при парообразовании, ΔSn – изменение энтропии при парообразовании.
Этальпия парообразования твердого вещества равна энергии кристаллической решётки.
В условиях равновесия между конденсированной и паровой фазами при p = const и T = const: ΔGn =0 => ΔHn = TΔSn. Отсюда следует, чем больше энтальпия парообразования ΔHn, т.е. больше работа когезии Wk и больше поверхностное натяжение σ, тем больше его энтропия. Т.к.
,
где – изменение энтропии парообразования при температуре кипения, ратм – давление пара, равное атмосферному давлению.
Отсюда, чем больше Wk (больше поверхностное натяжение), тем меньше давление насыщенного пара над веществом при данной температуре, т.е. меньше летучесть.
Дата добавления: 2015-08-11; просмотров: 1231;