Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Линия смачивания

    Замерять нефтепродукты можно только лентами с государственным поверительным клеймом. Пользоваться спаянными или склеенными рулетками запрещается. Наиболее удобны рулетки с оксидированными лентами, на которых деления и линия смачивания продуктом видны очень ясно. [c.109]

    Углы 01 и 02 могут быть определены после замораживания жидкости на шлифе, сделанном перпендикулярно линии смачивания. При известном поверхностном натяжении жидкости измерения этих двух углов позволяют определить одновременно и поверхностное натяжение твердой фазы, и межфазное натяжение fl-тж- Этот метод называют методом нейтральной капли . [c.125]


    Полученное выражение показывает, что линейное натяжение существует всегда, в том числе и при L = оо, и определяется формой переходной зоны, зависящей в свою очередь от вида изотермы П (А) (от характеризующих ее параметров t , Р ти а= Р — P lt ). В случае прямой линии смачивания L = оо) = билинейное натяжение не меняет равновесный краевой угол. Искривление периметра смачивания ведет к отличиям от 0 , тем большим, чем меньше радиус кривизны периметра L. Величина отношения V.IL, как видно из (XI.36), растет при уменьшении L. [c.377]

    Скорость растекания зависит от соотнощения движущей силы и силы сопротивления, которое состоит из кинетической и гидродинамической составляющих [16]. Первая составляющая обусловлена сопротивлением, сосредоточенным непосредственно возле линии смачивания, а вторая — объемными факторами вязкостью жидкости, силами инерции и др. [16. Кинетический режим очень непродолжителен (10 —10 с) и имеет место лишь на самой начальной стадии процесса. В начале процесса растекания силы молекулярного притяжения, действующие со стороны твердого тела, вытягивают из нижней части капли тонкий слой жидкости — слой Я (рис. 2.9), толщина которого не превышает радиуса действия межмолекулярных сил. Вслед за этим слоем перемещается более толстый слой В (несколько мкм) и наконец в движение вовлекается вся масса капли. Затем слой В исчезает, сливаясь с основной массой капли [16, 17]. [c.74]

    При измерении недолива линейка опускается в цистерну таким образом, чтобы ее поперечная планка лежала на краях люка перпендикулярно продольной оси цистерны. Быстро подняв линейку вверх по линии смачивания, определяют высоту недолива спирта с точностью до 1 мм. [c.345]

    Пусть капля жидкости помещена на идеально гладкую однородную твердую поверхность, расположенную горизонтально (рис Г1,а). Из соображений симметрии очевидно, что капля примет форму тела вращения. Угол 0 между касательной АВ к поверхности жидкости и смоченной поверхностью твердого тела называется краевым углом. Краевой угол всегда отсчитывается от касательной в сторону жидкости. Вершина краевого угла А находится на линии смачивания — линии,-вдоль которой соприкасаются все фазы, участвующие в смачивании (в данном примере — твердое тело, жидкость и газ). Если линия смачивания замкнута, она [c.11]

    Проведенный вывод показывает, что уравнение (1.4) характеризует не полное равновесие фаз, а механическое равновесие на линии смачивания. В связи с этим можно определить величину равновесного краевого угла другим путем — на основе баланса сил, действующих на периметре смачивания. [c.19]


    OS 0 , , где 0MB —поверхностное натяжение на границе жидкостей, 0MB — равновесный краевой угол масла. Отсюда необходимое условие устойчивости линии смачивания в четырехфазной системе преобразуется к виду  [c.21]

    Аналогичным методом можно найти необходимые условия устойчивости линии смачивания в четырехфазных системах по отношению к другим возможным изменениям. Так, образование поверхности твердое тело — газ (рис. 1.4, в) термодинамически невыгодно, если Om Om и и 0в—равновесные краевые углы масла и воды в трехфазных системах твердое тело — масло — газ и твердое тело — вода — газ). Образование межфазной поверхности масло — вода и соответственно переход к линии контакта трех фаз (рис. 1.4, г) невыгодны при условиях 0м 0 бв 0в и 18О°-(0в + 0 )>а [8]. [c.22]

    Особенность рассмотренного вывода (по сравнению с приведенным выше методом баланса сил) заключается в том, что величина (отг — Отш) приобретает иной физический смысл это не разность двух поверхностных натяжений, а одна сила, действующая со стороны твердого тела на единицу длины линии смачивания. Эту силу обозначают [c.25]

    Таким образом, в состоянии термодинамического равновесия периметр (линия) смачивания граничит не с исходной поверхностью твердой или жидкой подложки, а с поверхностью, на которой адсорбированы молекулы смачивающей жидкости. Поэтому уравнение равновесного краевого угла (1.4) с учетом адсорбции принимает вид  [c.32]

    Теоретический анализ влияния поверхностных сил на равновесие полимолекулярных слоев и на краевые углы показал, что на устойчивость тонких слоев большое влияние оказывает природа жидкости [19]. У неполярных органических жидкостей при увеличении давления паров адсорбция возрастает постепенно и при Р Рв г -> оо. Другими словами, переход от адсорбционного монослоя к макроскопической жидкой пленке происходит непрерывно. При адсорбции полярных жидкостей (прежде всего —воды) полимолекулярный слой имеет даже в области больших давлений конечную толщину [38]. Такое поведение обусловлено тем, что вблизи поверхности твердого тела в тонком слое жидкости образуется особая (ориентированная) структ) ра. Эта прослойка толщиной 10- —10-5 см называется граничной фазой она отделена от обычной (объемной) жидкой фазы резкой границей. При смачивании этой границей является периметр (линия) смачивания. В случае образования таких граничных фаз изотерма адсорбции имеет форму, показанную на рис. 1.9, е. [c.38]

    Для расчета высоты барьера рассмотрим слой жидкости, ограниченный цилиндрической поверхностью. Для отрыва слоя с участка длиной dx нужно затратить работу Wg,dx (на единицу длины линии смачивания). Уменьшение потенциальной энергии при перемещении всей капли на расстояние dx равно m g sin а dx т — масса жидкости, отнесенная к единице линии смачивания). Отсюда [c.44]

    В данной главе в основном рассматриваются закономерности кинетического гистерезиса смачивания и влияние различных особенностей реальной твердой поверхности на краевые углы натекания и оттекания. Как правило, кинетический гистерезис вызывается сопротивлением ( трением ) возле линии смачивания [1]. Пусть сила сопротивления, действующая на единицу длины линии смачивания, равна Ч . Тогда при натекании равнодействующая поверхностных сил, действующих на линии смачивания, равна [c.49]

    Обычные методы не позволяют измерить истинный краевой угол 0, т. е. угол наклона поверхности жидкости к поверхности твердого тела в точке на линии смачивания (угол E F на рис. II. 4). Фактически измеряют углы наклона поверхности жидкости к плоскости, на которую проецируется профиль твердой [c.53]

    Изменение свободной поверхностной энергии системы Д/ пв при переходе линии смачивания из одного положения (I) метастабильного равновесия в ближайшее соседнее положение (II) равно  [c.60]

    Влияние неоднородности твердой поверхности на смачивание сильно зависит от размера (масштаба) участков с различными поверхностными натяжениями. Если размеры неоднородных участков очень малы, примерно на порядок меньше предела чувствительности измерительного прибора (например, оптического микроскопа), то локальные искажения периметра смачивания не будут заметны. Периметр капли, сидящей на горизонтальной плоскости, будет практически правильной окружностью. Если же неоднородности велики (на 1—2 порядка больше предела разрешения прибора), то периметр смачивания будет представлять ломаную линию. Если размеры неоднородных участков малы по сравнению с пределом чувствительности прибора, то можно не учитывать локальные изменения краевого угла при переходе периметра (линии) смачивания от одного участка поверхности к соседнему с другим поверхностным натяжением. В этих условиях можно принять, что эффективное (среднее) значение поверхностного натяжения аддитивно складывается из натяжений участков различной природы с учетом занимаемой ими площади. Тогда можно рассчитать равновесный краевой угол 0г при смачивании гетерогенной твердой поверхности, используя те же предположения, которые вводятся при выводе уравнения Юнга для однородной поверхности (см. 1.2). [c.65]


    I и II и участок I смачивается лучше 0о < д". Пусть в некоторый момент времени линия смачивания проходит через участок I и динамический краевой угол равен 0д. Рассмотрим случай натекания. Переход линии смачивания на участок типа II приведет к увеличению свободной поверхностной энергии. Следовательно, граница участков I и II с разным поверхностным натяжением представляет энергетический барьер для перемещения линии смачивания по твердой поверхности. Напротив, переход линии смачивания на тот участок, который смачивается лучше, происходит самопроизвольно, без затраты внешней работы. Аналогично можно показать, что при оттекании энергетический барьер возникает при переходе линии смачивания с участка, на котором равновесный краевой угол больше. [c.67]

    Для расчета высоты энергетических (потенциальных) барьеров при переходе линией смачивания границы неоднородных участков развита схема [90], которая во многих отношениях аналогична схеме [77], применяемой для расчета краевых углов натекания и оттекания на шероховатой поверхности (см. 11.2). Именно предполагается, что горизонтально расположенная плоская поверхность состоит из участков двух типов. Эти участки расположены в виде узких концентричных колец равной ширины. Ширина колец достаточно велика, чтобы на границах участков возникали энергетические барьеры для перехода периметра смачивания. Капля, размеры которой значительно больше ширины колец, помещается в общий центр колец. Поскольку эта модель аналогична схеме, рассмотренной выше (см. II. 2), здесь подробный расчет не излагается, а приводятся лишь основные выводы. [c.67]

    Рассмотрим сначала случай, когда стенка состоит из чередующихся параллельных полос двух типов, причем полосы расположены горизонтально. Если полосы очень узкие, равновесный краевой угол определяется уравнением (П. 8) для поверхностей с малым размером неоднородных участков. Если же ширина полос велика, линия смачивания будет задерживаться у верхних границ полос из того материала, который смачивается лучше. В результате в этих местах возникают состояния метастабильного равновесия, что обусловливает гистерезис смачивания Краевым углам натекания соответствуют остановки линии смачивания возле полос из материала, который смачивается хуже. Углы оттекания формируются при остановках линии смачивания возле границ полос у материала, который смачивается лучше [95]. [c.69]

    Эти выводы справедливы и при горизонтальном расположении твердой поверхности. Гистерезис смачивания возникает в тех случаях, когда линия смачивания перемещается перпендикулярно (или наклонно) к направлению границ между различными участками неоднородной поверхности. Таким образом, выявляется большое сходство причин гистерезиса смачивания неоднородных и шероховатых твердых тел в последнем случае гистерезис имеет место при растекании жидкости поперек (перпендикулярно) направлению гребней (см. П. 2). [c.69]

Рис. II. 12. Метастабильные положения линии смачивания на вертикальной стенке с хаотическим распределением неоднородных участков I и II Рис. II. 12. Метастабильные <a href="/info/1543592">положения линии</a> смачивания на <a href="/info/892013">вертикальной стенке</a> с <a href="/info/391358">хаотическим распределением</a> неоднородных участков I и II
    Таким образом, смачивание, характеризуемое величиной 0, зависит от соотношения значений а на границах соприкасающихся фаз. Для получения количественной связи рассмотрим состояние равновесия для жидкости, смачивающей вертикальную твердую стенку (рис. V.6) и химически с ней не взаимодействующую. При бесконечно малом смещении линии смачивания I вниз на величину AB = dh затрата работы на увеличение поверхности ТГ составляет Idhojr- В то же время энергия системы уменьшается за счет уменьшения поверхностей ТЖ и ЖГ на величину  [c.60]

    При этам получаются результаты, близкие к известным экспериментальным данным [39—43]. Теория переходной зоны была ус-пепшо применена для объяснения явления гистерезиса краевого угла на гладких однородных твердых поверхностях при их неполном смачивании [44]. На ее основе были уточнены также расчеты нормального давления на твердую подложку в области линии смачивания [45]. [c.371]

    Так, со времени создания теории смачивания [254] до сих пор оставался неясным вопрос, каким образом при формировании равновесного угла смачивания реализуется область малых толщин пленок жидкости. Было показано [255], что помимо обычного краевого угла, определяемого соотношением (II.4), существует некоторый отличный от нуля микрокраевой угол, определяемый капиллярными эффектами второго рода [256], и поверхность раздела жидкость — пар в переходной зоне выгибается в сторону твердой поверхности, т. е. углы смачивания сглаживаются вблизи линии смачивания [255]. Измерение истинных значений углов [c.77]

    Различные оптические методы определения направления световых лучей, отражённых от жидкости и твёртого тела вблизи линии смачивания, позволяющие вычислять краевой угол, были разработаны Покельс Хер.тадом и Лэнгмюгом . [c.243]

    На поверхности жидкости на границе с газом, а также с другой жидкой фазой тангенциально к поверхности раздела фаз действует сила Y> которая в расчете на единицу длины линии смачивания численно равна поверхностному натяжению жидкости о на границе с той же фазой. В связи с этим тангенциальную силу у, так же как и работу обратимого процесса образования единицы новой поверхности, обычно называют одним термином — поверхностное натяжение . Такая терминология сложилась исторически в связи с тем, что представление о силе, направленной по касательной к поверхности жидкости, появилось еще в середине XVII в., т. е. [c.19]

    Пусть жидкость находится в прямолинейном канале на поверхности твердого тела и поперечное сечение канала имеет форму равнобедренного треугольника (рис. 1.6). При перемещении линии смачивания на расстояние йх свободная поверхностная энергия твердого тела изменится на (/тг — 1т) ,х (на единицу длины линии смачивания). В соответствии с теоремой Рэлея это означает, что на единицу длины линии смачивания действует сила притяжения со стороны твердого тела, которая равна (/тг — /тж) и направлена вдоль стенки. Аналогично можно показать, что со стороны жидкости на единицу длины линии смачивания действует сила, равная /жг- Проекция этой силы на направление перемещения йх равна /жгсоза. Из условия механического равновесия сил получаем, что для однокомпонентных систем (где / р = а р) поверхность жидкости в канале будет плоской, если соза = (атг — Отж)/сГжг, т. е. угол наклона стенки а должен быть равен равновесному краевому углу 00. В противном случае поверхность жидкости возле стенок искривляется. [c.25]

    Капиллярные эффекты второго рода приводят к изменению формы поверхности смачивающей жидкости в непосредственной близости от линии смачивания. Профиль капли меняет в этой области знак кривизны и постепенно приближается к тонкой пленке жидкости, образующейся на твердой поверхности за счет адсорбции молекул жидкой фазы (см. 1.4). Поэтому наряду с равновесным (макроскопическим краевым) углом 0п, определяемым уравнением ЙЭнга (1.4), существует отличный от него микроскопический краевой угол ао (рис. 1.7), величина которого определяется капиллярными эффектами второго рода [20]. [c.26]

    Для измерения силы сопротивления, действующей на линии смачивания, может применяться следующий метод. Между маятником А, подвешенным на стеклянной нити В, и исследуемой поверхностью D помещается пузырек газа Я, а весь объем кюветы Б и трубки В заполняется жидкостью (рис. II. 3). При горизонтальном перемещении кюветы Б маятник отклоняется общая сила сопротивления fo = /Aig (l—рш/рт)/5, где S и I — длина маятника и отклонение маятника от равновесия М — его масса g — ускорение свободного падения р и рт —плотности жидкости и материала маятника. Удельная сила сопротивления, препятствующая перемещению линии смачивания, Ч " = fjir, где г — радиус основания пузырька. При смещении пузырька удается различать статическое сопротивление, которое необходимо преодолеть для начала движения пузырька, и динамическое сопротивление, которое действует во время скольжения пузырька между поверхностью твердого тела и маятником. Например, в системе вода — воздух — стекло динамическое сопротивление на 25—30% меньше статического. По описанной методике установлено, что сила сопротивления возникает прн перемещении линии смачивания в направлении, перпендикулярном к этой линии, а перемещение вдоль линии смачивания совершается без сопротивления. Этот вывод основан на следующем опыте. Парафинированная фольга, до середины погруженная в воду, перемещалась в горизонтальном направлении вдоль линии смачивания при таком перемещении сопротивление не обнаруживалось. При вертикальном перемещении фольги (т. е. перпендикулярно линии смачивания) возникало сопротивление 7,6 мН/м [64]. [c.51]

    Наряду с крутизной микрорельефа а большую роль играет также расположение микроканавок и микровыступов. Течение жидкости вдоль канавок происходит беспрепятственно и быстрее, чем по гладкой твердой поверхности. Рассмотрим более сложный случай [75] параллельные канавки и выступы расположены перпендикулярно к направлению течения жидкости. Примем для простоты, что на границе с окружающей средой (воздухом) слой жидкости-ограничен цилиндрической поверхностью, причем образующая цилиндра параллельна направлению выступов и канавок. В начальный момент динамический краевой угол 0д близок к 180° далее в процессе натекания он постепенно уменьшается, но поперечное сечение слоя все время сохраняет форму кругового сегмента. Влияние силы тяжести в данном приближении не учитывается. Примем также, что макрорельеф не имеет изломов (см. рис. П. 4). При движении линии смачивания по такому рельефу угол наклона поверхности жидкости к поверхности твердого тела, т. е. динамический краевой угол 0д, периодически изменяется. На тех участках канавки, где поверхности жидкости и твердого тела наклонены в одну сторону (например, в точке С), 0д = 0ш — с (0ш — макрокраевой угол, ас — крутизна наклона микрорельефа в точке С). Если поверхности жидкости и подложки наклонены в разные стороны (в точке Л), то 0д = 0ш + ал- [c.59]

    В отсутствие посторонних сил перемещение линии смачивания при натекании может происходить только в том случае, если при этом происходит непрерывное уменьшение динамического краевого угла. Перемещение прекратится, если в каких-либо двух положениях линии смачивания краевые углы больше, чем в промежуточном положении. Для каждой данной канавки имеется такое положение линии смачивания, при котором динамический краевой угол принимает минимальное значение (0д)мин- Именно, минимальный краевой угол достигается в тот момент, когда линия смачивания проходит через точку, в которой крутизна микрорельефа максимальна (амакс)- При этом (0д) мин = 0ш — макс- Дзльнейшее перемещение линии смачивания в пределах этой же канавки привело бы к увеличению динамического краевого угла. Такой процесс сопровождался бы увеличением свободной энергии системы, поэтому самопроизвольно (без дополнительных воздействий) он протекать не может. [c.59]

    Таким образом, в случае, когда линия смачивания проходит через точку максимальной крутизны микрорельефа, форма поверхности жидкости соответствует равновесию системы. Следует подчеркнуть, что это равновесие является не истинным (термодинамическим), а метастабильным. Действительно, если под действием каких-либо внешних сил или колебаний жидкости линия смачивания переместится в соседнюю канавку, в ней в свою очередь установится минимальный для этой канавки макрокраевой угол. Однако этот угол будет меньше, чем в предыдущей канавке (прп постоянном объеме жидкости). Соответственно минимальные для [c.59]

    Аналогично можно показать, что в условиях оттекания, т. е. при уменьшении смоченной площади, метастабильным положениям равновесия соответствуют максимальные значения динамических краевых углов (6д) макс = 0ш + макс (при оттекзнии самопроизвольное перемещение линии смачивания сопровождается увеличением краевого угла). [c.60]

    Следует далее учитывать расстояние между неровностями. Так, если макрокраевой угол натекания 0ш > 90°, касательная к поверхности жидкости в канавке может пересечь следующий гребень. При таком расположении метастабильное равновесие жидкости в данной канавке не достигается и линия смачивания может переместиться в соседнюю канавку без участия внешних воздействий. [c.60]

    Таким образом, при растекании жидкости перпендикулярно направлению микронеровностей макрокраевой угол зависит от крутизны наклона различных участков твердой поверхности. В результате возникают принципиальные отличия смачивания шероховатых твердых поверхностей по сравнению с идеально гладкими. Прежде всего, наличие шероховатостей приводит к появлению состояний метастабильного равновесия системы. Соответственно статические краевые углы могут существенно отличаться от равновесного краевого угла. Вместе с тем макрокраевые углы на шероховатой поверхности зависят от направления течения жидкости, поскольку положение линии смачивания в состояниях метастабильного равновесия различно при натекании и оттекании. Следовательно, шероховатость представляет одну из основных причин гистерезиса смачивания [75, 76]. Характерно в связи с этим, что при смачивании жидкостей (например, ртути) гистерезис краевых углов практически отсутствует. [c.60]


Смотреть страницы где упоминается термин Линия смачивания: [c.94]    [c.115]    [c.24]    [c.218]    [c.242]    [c.243]    [c.19]    [c.48]    [c.50]    [c.52]    [c.53]    [c.60]    [c.70]   
Физико-химические основы смачивания и растекания (1976) -- [ c.0 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Периметр линия смачивания

Периметр линия смачивания равновесие в четырехфазной

Периметр линия смачивания силы сопротивления

Периметр линия смачивания системе

Смачивание



© 2025 chem21.info Реклама на сайте