Коллоидная химия

где Ap = р9 — р" — разность давлений в капле р' и в паре р"; V— объем капли; S — поверхность капли.

Гиббс показал, что существует определенное положение разделяющей поверхности, для которого 5а = 0; это так называемая поверхность натяжения. Для поверхности натяжения можно записать:

Для сферических частиц радиуса г имеем 5S = 8яа6г и 5K= 4я/^5г. Соответственно выражение для избыточного давления Ар, создаваемое искривленной поверхностью, принимает вид:

Это соотношение называют законом Лапласа. Величину Ap = ра — разность давлений в соседних фазах, разделенных искривленной поверхностью, называют капиллярным давлением.

В рассмотренном случае (капля в паре) давление в капле повышено по сравнению с давлением в паре на 2а/г, для обратного случая (пузырек пара в жидкости) давление на ту же величину больше в паре, чем в жидкости.

Капиллярное давление можно рассматривать как добавку, которая в зависимости от знака кривизны увеличивает или уменьшает внутреннее давление К по сравнению с внутренним давлением при наличии плоской поверхности раздела Ко, т. е. K(r) = Kq ± |рст|.

Для капли воды радиусом 1 мкм капиллярное давление ра составляет 2а/г »1,5- 105 Па (1,5 атм), т. е. ~ 0,1 % по сравнению с внутренним давлением воды, оцениваемым как g/Ь ~ 2 • 108 Па (2000 атм); для капель размером 10 нм значениера достигает уже ~ 10 % от К.

В соответствии с уравнением Лапласа действие силового поля искривленной поверхности на соприкасающиеся фазы аналогично действию упругой пленки с натяжением а, расположенной в поверхности натяжения. При этом следует помнить, что свойства поверхностного слоя принципиально отличаются от свойств упругой пленки: поверхностное натяжение а не зависит от ее площади S, тогда как натяжение упругой пленки растет по мере ее деформации .

1 Для растворов может проявляться зависимость поверхностного натяжения от площади поверхности, связанная с эффектом Гиббса (см. VII.4).

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.

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию

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