f, 2oVm Л p(r)-pa 2a Vn

Из уравнения Томсона (Кельвина) видно, что равновесное давление пара для капель жидкости тем выше, чем меньше радиус капель.

Величина RT/Vm близка к внутреннему давлению К; поэтому отношение 2aVm/(rRT) отвечает по порядку величины отношению капиллярного давления ра к внутреннему К, т. е.

г RT К'

Для капель воды радиусом 1 мкм это отношение не превосходит 10" . Таким образом, уравнение Томсона (Кельвина) в приближенном виде применимо практически во всех случаях, за исключением капель с размерами, приближающимися к молекулярным.

В пузырьках равновесное давление пара соответственно понижено по сравнению с давлением пара над плоской поверхностью.

Соотношение, аналогичное (1.24), может быть получено и для зависимости растворимости с(г) вещества капель и кристаллов от их размера (уравнение Гиббса—Фрейндлиха—Оствальда):

cW-oexpl2''^ <'-25>

rRT

где с0 — растворимость макроскопической фазы.

Повышение химического потенциала вещества в диспергированном состояни] формально связано с искривлением поверхности частиц дисперсной фазы, по существу же, в соответствии с выражением (1.20), оно обусловлено возрастанием доли поверхности, а следовательно, и поверхностной энергии, приходящейся на единицу объема вещества частицы, при уменьшении ее объема.

Возрастание доли поверхностных атомов с уменьшением объема частицы наблюдаются и для кристаллов, поверхности которых образованы плоскими гранями. Рассмотрение, подобное приведенному для сферических частиц, показывает, что для кристаллов изменение химического потенциала вещества по мере повышения дисперсности описывается выражением, сходным с соотношением (1.22). При этом радиус капли г должен быть заменен расстоянием данной грани от центра кристалл hit а величина a — удельной свободной поверхностной энергией G1, соответствующей (/-й) грани:

Дц = т .

Равновесию различных граней кристалла отвечает условие Ац = const; отсюда следует соотношение Кюри — Вульфа, согласно которому отношение поверхностной энергии грани к ее расстоянию от центра кристалла H1 постоянно для всех граней кристалла, находящегося в равновесном состоянии:

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию