Это выражение, названное уравнением Беккера, лежит в основе статистических методов расчета поверхностного натяжения [12].

Величина рт может рассматриваться как «тангенциальное давление», действующее в плоскости, параллельной поверхности раздела, и стремящееся уменьшить площадь раздела фаз (величина рт представляет собой действующую в данной плоскости компоненту тензора давления). Учитывая, что отличиерт отр существенно только в пределах поверхности разрыва, уравнение Беккера можно записать в виде

Толщина поверхности разрыва 8' + 8" в условиях, далеких от критических, имеет молекулярные размеры и составляет примерно несколько Ъ (где Ъ — размер молекул, равный долям нанометра), т. е. 8' + 8" составляет ~ 1(Г9 м; значения поверхностного натяжения а обычно лежат в пределах 10 + 103 мДж/м2 (мН/м). Соответственно, средние значения величины р — P1 составляют в поверхностном слое а/(8' + 8") ~ 107 * 109 Па, т. е. 100 * 10 ООО атм. Иными словами, тангенциальное давление рт в поверхности разрыва отрицательно и очень велико по сравнению с гидростатическим давлением р в объемах фаз. Отрицательный знак величины рт отражает стремление поверхности уменьшить свою площадь.

Таким образом, поверхностное натяжение а, являющееся макроскопической мерой стремления поверхности раздела к сокращению, может рассматриваться как интегральная характеристика сил, действующих в поверхностном слое. Величина этой тангенциальной силы численно равна площади между кривой pr(z) и прямой р и не зависит от положения мысленной разделяющей поверхности (рис. 1-4), как и должно быть для непосредственно измеряемой величины. Это позволяет при рассмотрении поверхностных явлений на плоских поверхностях избирать любое положение разделяющей поверхности, что и будет использовано при выводе уравнения Гиббса (см. гл. II). При рассмотрении же искривленных поверхностей (см. 1.5) ситуация сложнее: в этом случае между двумя фазами существует разность давлений, которая приводит к тому, что поверхностное натяжение зависит от выбора разделяющей поверхности. Гиббсом предложено использовать некоторое определенное положение разделяющей поверхности, называемое «поверхностью натяжения», которому отвечает минимум а.

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию