Студопедия — Общая характеристика поверхностных явлений
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Общая характеристика поверхностных явлений






Поверхностными явлениями называют явления, происходящие на границе раздела фаз и обусловленные особенностями состава и строения поверхностного слоя.

Поверхностный слой представляет собой промежуточную фазу толщиной в несколько молекулярных диаметров. Причина поверхностных явлений - это разное энергетическое состояние частиц на поверхности и в объеме фазы. Силы, действующие на молекулы, находящиеся внутри жидкости, одинаковы со всех сторон, и равнодействующая этих сил Fм равна нулю. Силы, действующие на молекулы поверхностного слоя со стороны жидкости и газа неодинаковы. Равнодействующая молекулярных сил Fм не равна нулю и направлена вглубь жидкости (см. рис.29.1).

Рис.29.1. Межмолекулярные силы, действующие на частицу на поверхности и внутри фазы.

Частицы на поверхности обладают избыточной энергией по сравнению с частицами внутри фазы. Общую свободную энергию G системы с развитой поверхностью раздела фаз (дисперсной системы) можно разделить на энергию Гиббса объемной фазы и поверхностную энергию Гиббса:

Энергия Гиббса объемной фазы пропорциональна ее массе, а, следовательно, объему:

Поверхностная энергия системы пропорциональна площади межфазной поверхности:

где s - поверхностное натяжение, Дж/м2

s – площадь поверхности м2.

Поверхностное натяжение s есть энергия Гиббса, приходящейся на единицу площади поверхностного слоя. Увеличение поверхности при s=const требует совершения работы. Поверхностное натяжение численно равно работе, которую необходимо затратить для образования единицы поверхности раздела фаз.

Поверхностные явления протекают самопроизвольно вследствие уменьшения поверхностной энергии Гиббса системы. Они могут быть обусловлены либо уменьшением общей площади поверхности системы, либо уменьшением поверхностного натяжения.

,

где sуд =s/V - удельная поверхность фаз.

При малых значениях sуд можно пренебречь поверхностной энергией. При больших значениях sуд необходимо учитывать поверхностную энергию. Живые организмы – системы с сильно развитыми поверхностями раздела фаз, к которым относятся кожные покровы, поверхности кровеносных сосудов, клеточные мембраны. Известно, что многие жизненно важные биохимические процессы в организме протекают на поверхности биологических мембран. Для понимания их механизма необходимо знание основных закономерностей поверхностных явлений.

Все поверхности раздела в зависимости от агрегатного состояния граничных фаз делят:

1) подвижные поверхности раздела: жидкость – газ, жидкость - жидкость;

2) неподвижные поверхности раздела: твердое тело – газ, твердое тело – жидкость.







Дата добавления: 2015-06-15; просмотров: 1307. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

ТЕОРИЯ ЗАЩИТНЫХ МЕХАНИЗМОВ ЛИЧНОСТИ В современной психологической литературе встречаются различные термины, касающиеся феноменов защиты...

Этические проблемы проведения экспериментов на человеке и животных В настоящее время четко определены новые подходы и требования к биомедицинским исследованиям...

Классификация потерь населения в очагах поражения в военное время Ядерное, химическое и бактериологическое (биологическое) оружие является оружием массового поражения...

Ученые, внесшие большой вклад в развитие науки биологии Краткая история развития биологии. Чарльз Дарвин (1809 -1882)- основной труд « О происхождении видов путем естественного отбора или Сохранение благоприятствующих пород в борьбе за жизнь»...

Этапы трансляции и их характеристика Трансляция (от лат. translatio — перевод) — процесс синтеза белка из аминокислот на матрице информационной (матричной) РНК (иРНК...

Условия, необходимые для появления жизни История жизни и история Земли неотделимы друг от друга, так как именно в процессах развития нашей планеты как космического тела закладывались определенные физические и химические условия, необходимые для появления и развития жизни...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия