Рис. 1-1. Схема опыта Дюпре

/ а а с/ \ \ а а /

V 7 V

Рис. 1-2. Схема действия сил поверхностного натяжения

точки зрения это означает, что с поверхностью связана некоторая энергия, так что общая энергия (свободная) системы не является суммой энергии двух объемных фаз, а включает еще избыточную свободную энергию, пропорциональную площади S поверхности раздела фаз — свободную поверхностную энергию £5:

dS

S=aS .

Входящая в это выражение величина а — удельная (приходящаяся на единицу площади поверхности) свободная поверхностная энергия. Наличие на поверхности раздела фаз избытка энергии означает, что для образования новой поверхности требуется совершить работу, поэтому величина а одновременно представляет собой работу обратимого изотермического образования единицы поверхности; эту величину называют также поверхностным натяжением.

Поверхностное натяжение можно трактовать и как силу, действующую вдоль поверхности раздела (тангенциально к ней) и препятствующую ее увеличению. Существование такой силы иллюстрируется опытом А. Дюпре (рис. 1-1). На жесткой П-образной рамке шириной d с подвижной перемычкой натянута мыльная пленка. К перемычке приложена сила F\. При смещении подвижной перемычки на расстояние Al происходит увеличение площади пленки на величину AId9 а свободная энергия получает приращение, равное = IaAId (коэффициент 2 отражает наличие двух сторон у такой пленки). Следовательно, сила F2, действующая на перемычку со стороны пленки, равна

F2 = —-2cd . Al

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию