Рис. 1-7. Схематизированная зависимость flj) для системы нелетучая жидкость — пар

есть средняя плотность избытка энергии Дж/м (или недостатка энергии сцепления) в поверхностном слое, близкая по порядку к плотности энергии сцепления в объеме фазы.

При таком подходе по своему физическому смыслу величина К является мерой «стиснутости» молекул в объеме жидкости из-за их взаимного притяжения и близка к внутреннему давлению, удерживающему молекулы жидкости (или твердого тела) в объеме. В идеальном газе К = 0, в реальном газе К соответствует поправке на притяжение в уравнении Ван-дер-Ваальса. В конденсированных же фазах внутреннее давление достигает весьма больших значений. Если учесть, что толщина поверхностного слоя 5 близка к размеру молекул (5 ~ Ь), а значения а лежат в пределах от единиц до тысяч мДж/м2, то величина ^составляет 107—10 Н/м2, т. е. достигает многих тысяч атмосфер1.

Таким образом, внутреннее давление К представляет собой совокупность всех действующих между молекулами элементарных сил (на площади 1м), которые необходимо преодолеть, чтобы вывести молекулы из объема на поверхность. Иными словами, для образования новой поверхности нужно совершить работу против сил ко-гезии, и эта работа в изотермическом процессе запасается в поверхностном слое в виде избыточной энергии, характеризуемой плотностью K~fm—f\ Дж/м3.

Трактовка поверхностной энергии как меры недостатка энергии сцепления в поверхностном слое подчеркивает, что в непосредственно измеряемой макроскопической величине а проявляется внутреннее давление К, которое нельзя определить непосредственно. Именно эту последнюю величину целесообразно рассматривать как «первичную» характеристику сцепления молекул в объеме фазы.

Величины, сходные по размерности (Н/м2 = Дж/м3) и близкие по порядку величин к значению К, определяют и другие свойства конденсированных фаз (жидких и твердых), также связанные с работой против сил сцепления (когезии). К таким величинам относятся мо-

1 Следовательно, внутреннее давление К и тангенциальное давление рт являются взаимосвязанными величинами одного порядка.

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию