Периметр линия смачивания

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]

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]

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]

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]

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]

Распространение монослойных пленок по поверхности жидкости может происходить не только при контакте с жидкостью, но и при контакте с определенными твердыми телами (кристаллами). Характерный пример такого распространения дает контакт камфоры с водой. Такой процесс можно рассматривать как своеобразное поверхностное растворение твердого тела отрыв молекул камфоры происходит только возле периметра смачивания, тогда как часть кристалла, погруженная в воду, практически не растворяется. Отрыв происходит потому, что за счет термических флуктуаций часть молекул, находящихся на линии смачивания, приобретает энергию, которая больше работы когезии данного вещества [299, [c.160]

Существование переходной зоны между мениском и пленкой приводит к еще одному эффекту, в общем случае предсказанному В. Гиббсом, — эффекту линейного натяжения [568]. По аналогии с поверхностным натяжением, когда переходная зона между жидкостью и паром заменяется плоскостью натяжения, переходная зона между мениском и пленкой может быть заменена линией трехфазного контакта, которой приписывается некоторое линейное натяжение х. В отличие от о значения х могут быть как положительными, так и отрицательными, что вызывает стремление кругового периметра смачивания к стягиванию— в первом случае или к расширению — во втором. [c.223]

На рис. 2 показан вид сверху участка периметра смачивания капли, лежащей на подложке. На точки а и Ь, расположенные симметрично около пересечения нормали N с линией трехфазного контакта с радиусом г, действует натяжение х по касательным к этим точкам. Это натяжение производит силу х sin (ба/2), приложенную к а и й и направленную параллельно N. Следовательно, на дугу аЬ действует сила 2х sin (ба, 2). Соответствующее двумерное давление для точки с получаем при условии, что аЬ стремится к нулю [c.252]

Равновесие сил по периметру смачивания определяется равенством нулю суммы проекций натяжений на линии периметра смачивания в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Выбирая одно из этих направлений горизонтальным, получаем для него [c.253]

При нанесении капли жидкости на поверхность твердого тела-можно наблюдать во времени увеличение или уменьшение площади контакта капли с поверхностью. Эта площадь ограничена линией соприкосновения трех фаз (жидкой, твердой и газообразной), называемой периметром смачивания. Если площадь контакта, а следовательно, и периметр смачивания увеличиваются, то говорят о растекании жидкости по поверхности. [c.51]

Линию, по которой поверхность раздела жидкость — газ соприкасается с поверхностью твердого тела, называют периметром смачивания. [c.312]

Явление смачивания наблюдается на границе раздела трех фаз, одна из которых обычно является твердым телом (рис. 9, 3), другая — жидкостью, например, водой (/) и третья газом (2). Может быть также две несмешивающиеся жидкости, это так называемое избирательное смачивание. При неполном смачивании жидкая поверхность раздела пересекает твердую поверхность по некоторой линии, называемой периметром смачивания, и образует с ней краевой угол 0, измеряемый всегда в жидкой фазе. Равновесное значение краевого угла определяют из выражения [c.30]

Общая линия соприкосновения трех фаз называется периметром смачивания. На схеме (рис. 3.14) она представлена точкой пересечения трех линий, изображающих три межфазные границы. На единицу длины периметра смачивания (точку на схеме) действуют силы натяжения каждой из трех границ. Периметр может перемещаться только по — поверхности твердого тела, поэтому поведение капли будет определяться суммарной силой, действующей на единицу длины периметра в этой плоскости, т. е. суммой проекций всех сил натяжения Р на направление возможного движения [c.560]

Из полученного выражения (7) следует, что линейное натяжение отрицательно и зависит от радиуса периметра смачивания, аналогично тому, как поверхностное натяжение а зависит от кривизны поверхности жидкости. При увеличении радиуса линии контакта L линейное натяжение стремится к постоянному пределу, равному щ. [c.30]

Сила а является измеряемой величиной во всех случаях, когда поверхность жидкости имеет границу раздела, например, в явлениях смачивания. Явления смачивания наблюдаются на границе раздела трех фаз, одна из которых обычно является твердым телом (фаза 3), а две другие — жидкостью (фаза 1) и газом (фаза 2). При неполном смачивании жидкая поверхность раздела пересекает твердую поверхность по некоторой линии, называемой периметром смачивания, и образует с ней конечный краевой угол (0). Косинус краевого угла ( os 0) является мерой смачивания (В), так как он связан с коэффициентами поверхностного натяжения стз и 032 соотношением [c.18]

Таким образом, все тела смачиваются водой, но в разной степени, что и позволяет их условно разделить на смачивающиеся (гидрофильные) и несмачивающиеся (гидрофобные). Само же смачивание следует понимать как явление, имеющее место при соприкосновении трех фаз — твердого тела, жидкости и газа (обычно воздуха) — с образованием общей линии раздела, называемой периметром смачивания. [c.7]

Во время контакта фаз, участвующих в смачивании, неравновесные краевые углы могут изменяться. Краевые углы, изменяющиеся в процессе растекания жидкости по поверхности твердого тела, называются динамическими (0д). Для динамических краевых углов характерно, что их изменение происходит при перемещении линии (периметра) смачивания. Зависимость динамических краевых углов от времени характеризует скорость растекания жидкости (см. гл. IV). [c.12]

Все вариации не зависимы друг от друга. Поэтому для механического равновесия необходимо, чтобы каждое слагаемое уравнения (I. 10) в отдельности было равно нулю. Последние два слагаемых при смачивании плоской недеформируемой горизонтальной твердой поверхности всегда равны нулю. Первые два слагаемых определяют равновесную форму поверхности жидкость—газ с учетом капиллярного давления и гидростатического давления жидкости в капле (см. 1.3). Третье слагаемое определяет механическое равновесие на линии (периметре) смачивания. Таким образом, при равновесии [c.19]

Рассмотрим условия равновесия линии (периметра) смачивания Б четырехфазной системе. Характерный и в то же время важный в прикладном отношении пример такой системы — соприкасающиеся капли полярной жидкости (воды) и неполярной жидкости (масла) на поверхности твердого тела четвертая фаза — газ, содержащий пары обеих жидкостей (рис. 1.4, а). Необходимые условия устойчивости такой системы по отношению к различным изменениям ее состояния можно найти на основе баланса поверхностных сил, действующих на периметре смачивания. [c.21]

Связь между характером смачивания и капиллярным давлением оказывает большое влияние на возможность проникновения жидкостей в поры и на их вытеснение из пор, что в свою очередь играет важную роль в процессах пропитки, фильтрации, сушки и т. п. При этом часто нужно рассчитать капиллярное давление в каналах различной формы. Специфика расчета заключается в следующем. Если периметр сечения капилляра представляет ломаную линию с острыми, углами, то смачивающая жидкость при определенных условиях может задерживаться в этих углах. В результате образуются жидкие усы , которые идут вдоль стенки капилляра и постепенно [c.27]

При анализе закономерностей растекания следует различать случаи ограниченного и полного смачивания. При ограниченном смачивании происходит постепенное изменение краевых углов от некоторого начального значения (при соприкосновении жидкости с твердым телом) до конечного значения, которое в пределе приближается к равновесному краевому углу 0q. Краевые углы 0д, зависящие от времени t контакта твердого тела с жидкостью, называются динамическими краевыми углами. Скорость растекания (или скорость смачивания) в таких системах можно характеризовать производной й 0д/Л При полном смачивании растекание удобнее характеризовать скоростью перемещения линии (периметра) смачивания по твердой поверхности или изменением смоченной площади. [c.118]

Q-пoтelIuиaл не был отдельно введен Гиббсом и не был рассмотрен п гл. 4. Его определяют как = Р— 2 iini или с учетом Р = и—Т5 и и — Р + Т5 + 2 в виде Я = — РУ для объемной фазы. Следуя способу введения характеристических функций для поверхностных избытков в гл. 4, для поверхностной фазы в обозначениях гл. 4 получаем А = = аО. Аналогично этому для избытков по линии трехфазного контакта имеем Q = у.1, где / — длина периметра смачивания. [c.272]

Смачивание. Если каплю жидкости поместить на твердую повергхность, то через некоторое время (часто достаточно длительное) капля принимает форму, зависящую как от ее размеров и плотности жидкости, так и от характера взаимодействия жидкости с поверхностью. Поверхность контакта жидкости с плоской поверхностью ограничена линией, называемой периметром смачивания. В каждой точке периметра смачивания соприкасаются три фазы твердая, жидкая и газообразная (рис. 19). [c.47]

Рис. 3.14. Схтлы, действующие на периметр смачивания (линию соприкосновения рех фаз 1, 2 и 3) а — угол контакта фаз

Справочник химика 21

Химия и химическая технология