Главная страница сайта Услуги решения задач по химии
Лекции по химии Учебник - аналитическая химия


1.5. Влияние кривизны поверхности на равновесие фаз

До сих пор мы рассматривали поверхностные явления в системах, в которых сосуществующие фазы разделены плоской или практически плоской (с большим радиусом кривизны) межфазной границей. Искривление поверхности раздела фаз вносит существенные изменения в термодинамические свойства системы и обусловливает некоторые важные эффекты, относящиеся к числу капиллярных явлений. Для высокодисперсных систем характерна большая кривизна поверхностей раздела фаз, поэтому необходимо учитывать ее влияние на термодинамические свойства таких систем.

1.5.1. ЗАКОН ЛАПЛАСА

Давления в контактирующих фазах, разделенных плоской поверхностью, в условиях равновесия одинаковы. В отличие от этого давления в фазах, разделенных искривленной, например сферической, поверхностью, отличаются. В этом легко убедиться на примере мыльного пузырька, выдутого на трубочке: если оставить отверстие трубочки открытым, то под действием избыточного (по сравнению с атмосферным) давления в пузырьке воздух будет выходить, а размеры пузырька будут уменьшаться вплоть до его полного исчезновения. При этом происходит уменьшение поверхности пузырька и связанной с поверхностями пленки поверхностной энергии. Что избыточное давление возрастает с уменьшением радиуса пузырька, т. е. радиуса кривизны межфазной поверхности, можно доказать, если выдуть два пузырька разных размеров и затем соединить их: маленький пузырек будет уменьшаться, а большой увеличиваться до полного перехода воздуха из малого пузырька в большой.

Чтобы получить связь избыточного давления под искривленной поверхностью с ее поверхностным натяжением и радиусом кривизны, рассмотрим условия равновесия между каплей радиуса г и большим объемом пара при постоянных в каждой фазе давлении и температуре. Пусть вблизи равновесия небольшое число молекул, отвечающее увеличению радиуса капли на Sr, переходит из пара в каплю; давление, а следовательно, и химический потенциал вещества остаются при этом практически постоянными. Условие близости системы к равновесию, т. е. к минимуму ее термодинамического потенциала §, записывается в виде равенства нулю первой вариации 5$:


 

Вернуться в меню книги (стр. 1-100)

 

Решение химии - помощь онлайн
Быстро и качественно решим ваши задачи по химии. Консультируем в том числе онлайн.

Современная квантовая химия
В книге рассказано об основных достижениях квантовой химии.

 

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию