Презентация по Химии "Термодинамические характеристики поверхности" - скачать смотреть

Содержание

Слайд 2

Поверхностная энергия и межмолекулярные взаимодействия в однокомпонентных системах WK = 2σ

Поверхностная энергия и
межмолекулярные взаимодействия в однокомпонентных системах

WK = 2σ

WK

≈ nsZs|u11|

σ = 1/2 WK ≈ 1/2 nsZs|u11|

ns ≈ νM -2/3 = (Vm/NA)-2/3

Правило Стефана

νM объем одной молекулы

Слайд 3

f" σ =k1(fm - f ') δ К = σ/δ =

f" < f ' - плотности свободной энергии

σ =k1(fm - f

') δ

К = σ/δ = k1(fm - f ')

К - средняя плотность избытка энергии Дж/м3
(или недостатка энергии сцепления) в поверхностном слое

Слайд 4

K ~ E ~ Рид ~ Нсубл/ Vm ~ σ/b ~|pT,max|

K ~ E ~ Рид ~ Нсубл/ Vm ~ σ/b ~|pT,max|


где рT тах - максимальное значение
тангенциального давления в поверхностном слое.

U – потенциал Леннарда-Джонса

ориентационное взаимодействие
взаимодействие двух постоянных диполей;
2.индукционное взаимодействие
взаимодействие диполя с неполярной молекулой;
3. дисперсионное взаимодействие
двух неполярных молекул.

Слайд 5

где А11 — константа Гамакера (Дж), которая зависит от числа молекул

где А11 — константа Гамакера (Дж), которая
зависит от числа молекул

п в единице объема взаимодействующих фаз,
поляризуемости α молекул и энергии ионизации hν0
(h - постоянная Планка;
ν0 — характеристическая частота колебаний зарядов):
Слайд 6

σ = σd + σn (по Фоуксу) Можно разделить поверхностную энергию

σ = σd + σn (по Фоуксу)

Можно разделить поверхностную энергию


на дисперсионную σd
и недисперсионную σn составляющие
Слайд 7

σгз удельная свободная энергия границы зерен

σгз удельная свободная энергия границы зерен

Слайд 8

Поверхности раздела между конденсированными фазами в двухкомпонентных системах вода - фенол

Поверхности раздела между
конденсированными фазами в двухкомпонентных системах

вода - фенол

вода

- этиламин

вода - никотин

Слайд 9

Wа= σ1 + σ2 - σ12

Wа= σ1 + σ2 - σ12

Слайд 10

А* = АА + АВ - 2ААВ сложна константа Гамакера Согласно

А* = АА + АВ - 2ААВ сложна константа Гамакера

Согласно Ф.

Фоуксу, Л. Джерифалко и Р. Гуду
Слайд 11

σ12= σ1 - σ2 Правило Антонова Wa= σ1 + σ2 -

σ12= σ1 - σ2 Правило Антонова

Wa= σ1 + σ2 -

σ12 = 2 σ2 = WK(2)

Wа= σ1 + σ2 - σ12

Слайд 12

Смачивание и растекание σТГ = σТЖ + σЖГ cos θ Уравнение

Смачивание и растекание

σТГ = σТЖ + σЖГ cos θ

Уравнение Юнга

краевой

угол острый: θ < 90°, т. е. cos θ > 0 - смачивание поверхности жидкостью;
краевой угол тупой: θ > 90°, т. е. cos θ < 0 - несмачивание поверхности;
равновесный краевой угол не устанавливается, и капля растекается в тонкую пленку - растекание
Слайд 13

Заменяя σЖГ на работу когезии WK = 2 σЖГ Несмачиванию отвечает


Заменяя σЖГ на работу когезии WK = 2 σЖГ

Несмачиванию

отвечает условие Wa < 1/2 WK,
смачиванию 1/2 WK < Wa < WK,
растеканию жидкости по твердому телу Wa > WK
Слайд 14

Избирательное смачивание

Избирательное смачивание

Слайд 15

β = НВ/НМ Для гидрофильных поверхностей β > 1 Для гидрофобных поверхностей β

β = НВ/НМ

Для гидрофильных поверхностей β > 1
Для гидрофобных поверхностей

β < 1
Слайд 16

Капиллярное давление. Закон Лапласа. Δpc = ±(pr - p0) dG= pcdV

Капиллярное давление. Закон Лапласа.

Δpc = ±(pr - p0)

dG= pcdV +

σdS

При термодинамическом равновесии
фаз изменение энергии Гиббса: ΔG = 0;
отсюда получаем

– кривизна поверхности

Слайд 17

Уравнение Лапласа

Уравнение Лапласа

Слайд 18

где р' и р" — плотности жидкости и ее насыщенного пара

где р' и р" — плотности жидкости и ее насыщенного пара

(или воздуха);
g- ускорение силы тяжести; Н- высота подъема жидкости.

r= ro/cosθ

Формула Жюрена

Слайд 19

Уравнение Томсона (Кельвина) Δμ҆ = Δμ" Δμ' – приращение химпотенциале в

Уравнение Томсона (Кельвина)

Δμ҆ = Δμ"

Δμ' – приращение химпотенциале в жидкости
Δμ"

-приращение химпотенциале в паре