Надо Знать

добавить знаний



Поверхностное натяжение



План:


Введение

Капля росы на листке имеет почти сферическую форму
Насекомое на поверхности воды

Поверхностное натяжение - физическое явление, суть которого в стремлении жидкости сократить площадь своей поверхности при неизменном объеме.

Характеризуется коэффициентом поверхностного натяжения.

Благодаря силам поверхностного натяжения капли жидкости принимают максимально близкую к сферической формы, возникает капиллярный эффект, некоторые насекомые могут ходить по воде.

Поверхностное натяжение возникает как в случае поверхности раздела между жидкостью и газом, так и в случае поверхности раздела двух различных жидкостей.

Своим появлением силы поверхностного натяжения обязаны поверхностной энергии.

Для уменьшения сил поверхностного натяжения используются поверхностно-активные вещества.


1. Давление под искривленной поверхностью

Поверхностное натяжение приводит к появлению дополнительного давления под искривленной поверхностью жидкости. Это давление определяется уравнением Юнга-Лапласа

\ Delta P = \ sigma \ left (\ frac {1} {R_x} + \ frac {1} {R_y} \ right) ,

где R_x и R_y - Два локальные радиусы кривизны поверхности, \ Sigma - Коэффициент поверхностного натяжения.


2. Термодинамика

Работа, необходимая для увеличения поверхности жидкости:

\ DA \ = \ \ sigma dS

Изменение свободной энергии равна работе, выполненной над телом при изотермическом процессе. Оттуда при постоянных температуре и давлении, имеем

\ Sigma = \ left (\ frac {\ partial F} {\ partial S} \ right) _ {T, P}

где \ Scriptstyle F является свободной энергию, а \ Scriptstyle S является площадью поверхности.

Свободная энергия определяется из уравнения \ Scriptstyle F \ = \ H \ - \ TE , Где \ Scriptstyle H это - энтальпия и \ Scriptstyle E это - энтропия. Из этого мы можем получить значение частной производной энтропии по температуре :

\ Left (\ frac {\ partial S} {\ partial T} \ right) _ {S, P} =-E ^ {S}

Видим, что поверхностная энергия (в отличие от свободной поверхностной энергии) зависит не только от коэффициента поверхностного натяжения, а также от его производной по температуре. Это видно в уравнении:

H ^ S \ = \ \ sigma - T \ left (\ frac {\ partial \ sigma} {\ partial T} \ right) _P

3. Табличка для различных жидкостей

Данные приведены в дин / см = 10 -3 Н / м (при температуре 20 ? C)


4. Смотрите также

Литература

  • Светлый Ю. Г., Белецкий С.. Гидравлический транспорт (монография). - Донецк: Восточный издательский дом, Донецкое отделение НТШ, "Редакция горной энциклопедии", 2009. - 436 с. ISBN 978-966-317-038-1

код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам