Давление от поверхности, натяжения

При смачивании сухой породы поверхность раздела между водой и воздухом в порах искривляется. Существующий у искривленной поверхности избыток свободной энергии приводит к возникновению капиллярного давления АР, возрастающего с увеличением поверхностного натяжения а на границе вода—воздух и с уменьшением радиуса кривизны поверхности натяжения R (АР = =2a R). Капиллярное давление обеспечивает подпитку водой норовых и трещинных каналов в глине. Вода, проникая по порам внутрь породы, смачивает поверхности новых частиц, образует вокруг них гидратные слои. [c.63]

Для искривленной границы раздела адсорбционное уравнение Гиббса имеет тот же вид, что и для плоской [уравнение (1.9)], в том случае, если разделяющая поверхность находится в таком положении, для которого разность давлений в фазах аир определяется формулой Лапласа. Такую разделяющую поверхность называют поверхностью натяжения. [c.16]

Рассмотрим более подробно физический смысл и следствия закона Лапласа—Юнга, являющегося основой теории капиллярных явлений. Уравнение (У.34) показывает, что разность давлений в объемных фазах возрастает с увеличением а и с уменьшением Я. Величина / — это радиус кривизны поверхности натяжения (см. [5, с. 18]). [c.67]

Хорошо известно, что введение представления о линейном натяжении к автоматически приводит к возникновению двумерного давления (или натяжения) при искривлении линии трехфазного контакта подобно тому, как представление о поверхностном натяжении связано с возникновением капиллярного давления Р , когда поверхность раздела двух фаз искривлена. [c.278]

Однако еще до достижения точечного контакта те области поверхности тел, которые расположены вблизи оси симметрии, подвергаются значительным локальным давлениям или натяжениям. Если взаимодействие поверхностей происходит в растворе электролита с концентрацией 10 моль/л при потенциале поверхностей 100 мВ, то, как следует из формулы (VI.33), электростатическое расклинивающее давление на расстоянии —10 А составляет примерно 10 атм. С другой стороны, на этом же расстоянии действуют и силы молекулярного притяжения (см. главу IV), создающие при константе Гамакера А = 10 эрг отрицательное давление примерно 50 атм. Очевидно, что такие напряжения могут явиться причиной значительных локальных деформаций у относительно мягких тел еще до того, как произойдет их соприкосновение, т. е. вступят в действие короткодействующие борновские силы отталкивания. Если же поверхности тел деформируются, т. е. теряют исходную форму, то интегрирование в уравнении (ХП.4) становится невозможным, несмотря на известную зависимость V (А), так как нарушается уравнение (ХП.5), а следовательно, и (ХП.6). [c.381]

Если, например, при протекании жидкости в трубопроводе (твердые границы) появляются свободные поверхности жидкости, то для их учета было бы необходимо ввести дополнительные условия подобия, определяемые физическими законами их образования. Это важно например, в процессах выпарки с образованием пузырьков пара, где число, форма и величина пузырьков в модели и в производственном аппарате, вообще, зависят скорее всего не от масштаба длины в выпарных аппаратах, а от давления, поверхностного натяжения и т. д. Таким образом, при свободных поверхностях невозможно одновременно выполнить все условия подобия. То же самое произойдет, когда свойства вещества, как, например, р,, р и др., не являются постоянными, а изменяются с температурой вдоль потока. [c.523]

Более общая формула Лапласа для давления от натяжения поверхности мениска имеет вид р = с( Ri + MR2), где R к R2 - радиусы кривизны поверхности мениска. Формула (3.5) используется дпя круглого капилляра R R2 = г os 0. Для щели шириной Ь с плоскопараллельными стенками Л —R2 = Ь 2 os 0). В результате [c.603]

Очевидно, Г1 > О, если поверхность натяжения располагается ближе к внутренней части адсорбента, чем эквимолекулярная поверхность (последняя для совершенно однородного адсорбента совпадает с граничной поверхностью). Если учесть, что поверхность натяжения располагается в зоне отклонения тензора давления, а эквимолекулярная поверхность — в зоне отклонения плотности от объемных значений и принять во внимание, что первая из этих зон ввиду малой сжимаемости конденсированных фаз намного более протяженна, чем вторая, то можно предположить, что на плоской границе адсорбента с газообразной фазой поверхность натяжения будет располагаться внутри адсорбента и глубже, чем эквимолекулярная поверхность (статистико-механические расчеты дают подтверждение такой ситуации для конденсированных фаз). Тогда можно считать, что на выпуклой поверхности адсорбента, находящегося в контакте с газообразной фазой, должно наблюдаться уменьшение, а на вогнутой поверхности — увеличение поверхностного натяжения. [c.177]

Проведен строгий термодинамический анализ вопроса. Рассмотрено понятие поверхности натяжения и возможности установления точного ее положения. Рассмотрено влияние искривления поверхности на поверхностное натяжение, давление пара жидкости, а также на адсорбцию. Приведены асимптотические формулы, выражающие это влияние. [c.356]

Ткань за время прохождения по поверхности нагретого барабана 5 под давлением, создаваемым натяжением стальной ленты 6, прессуется, а под действием тепла резиновая смесь, которой покрыта ткань, вулканизуется. [c.402]

Открытые системы. Рассмотрим гетероген 1ые системы, в которых могут содержаться не только несколько объемных фаз и поверхностей разрыва, но и на каждой поверхности несколько поверхностных фаз. По аналогии с объемными фазами предположим, что поверхностные натяжения в находящихся на одной поверхности поверхностных фазах одинаковы, если последние разграничены геодезическими линиями (прямыми линиями в случае плоской поверхиости), и различны, если границы искривлены как угодно. В качестве переменных состояния выберем температуру, давление, поверхностное натяжение (для поверхности натяжения) п химические потенциалы. Эти переменные для каждой объемной фазы связаны уравнением (Г 53) и для каждой поверхностной фазы — уравнением (Г 104), причем уравнения для разных фаз являются независимыми по самому определению фазы. Поэтому разность общего числа указанных переменных и числа уравнений даст число независимых параметров состояния, или вариантность системы. [c.35]

Рассмотрим простейший пример двухфазная система с плоской поверхностью разрыва. В этом случае при любых п получаем / = Р=1, т. е. имеется одна степень свободы, и, следовательно, возможен объемно-поверхностный процесс переноса вещества. Для того чтобы проиллюстрировать такую возможность, снова воспользуемся примером, приведенным на рис. 4, наделив стенки сосуда адиабатическими свойствами. Тогда увеличение или уменьшение поверхности должно сопровождаться изменением параметров состояния каждому углу наклона сосуда будут соответствовать свои значения температуры, давления, поверхностного натяжения и других параметров системы. [c.43]

Таким образом, взаимодействие поверхностных слоев тонкой пленки оказывает существенное влияние на зависимость их поверхностных натяжений от положения разделяющих поверхностей. Если это взаимодействие не слишком велико, и разности давлений между фазами сохраняют знак, задаваемый теорией капиллярности, то поверхности натяжения для обоих слоев пленки лишь изменяют свое положение, сближаясь при наличии притяжения и удаляясь при наличии отталкивания между поверхностными [c.279]

К изменению условий равновесия между ними. Его величина определяется кривизной поверхности натяжения. Третий эффект приводит к изменению и взаимозависимости состояний взаимодействующих поверхностных слоев. В чистом виде он наблюдается в тонких пленках, где приводит к появлению расклинивающего давления, но наряду с другими эффектами проявляется и в трехмерно-малых объектах. Роль этого эффекта возрастает при уменьшении расстояния между поверхностными слоями (толщины пленки и вообще размера малого объекта). [c.376]

На наружной и внутренней поверхностях пленки разность давлений должна уравновешиваться давлением поверхностного натяжения [c.146]

Погрузим стеклянную трубку вертикально в жидкость на очень небольшую глубину. Если установить давление в трубке большее, чем давление на поверхности жидкости в сосуде на величину р, то на конце трубки образуется пузырек воздуха. Пузырек сможет оторваться от конца трубки только при условии, что избыточное давление р достигнет определенной величины. Теоретическое рассмотрение вопроса о величине давления приводит к пропорциональности давления поверхностному натяжению о [c.268]

На границах раздела пленки жидкости и среды потребуем выполнения следующих условий. Разность давлений на наружной и внутренней поверхностях пленки должна уравновешиваться давлением поверхностного натяжения [c.135]

При выводе (1П, 3) предполагалось, что взаимодействие молекул жидкости с молекулами газовой фазы очень мало и им можно пренебречь. Повышение давления усиливает взаимодействие молекул на поверхности с молекулами в газовой фазе, что должно уменьшить избыток энергии молекул на поверхности. Опыт подтверждает это предположение с повышением давления поверхностное натяжение уменьшается. [c.51]

Формулы (27.36) и (27.37) также полезны для расчетов поверхностного натяжения и анализа механического состояния мицеллы. В качестве простейшего примера рассмотрим мицеллу неионного ПАВ в водном растворе. Примем двуслойную модель — неполярное ядро и полярная часть. Для молекул неионных ПАВ характерно наличие довольно протяженной полярной части (скажем, оксиэтилированной цепи), в связи с чем встает вопрос о влиянии ее размера на поверхностное натяжение и радиус поверхности натяжения мицеллы. Вопрос этот в теоретическом плане до сих пор не изучен. Примем за нулевое состояние условную систему ядро — водный раствор, а за величину Ayi — снижение у за счет взаимного отталкивания полярных групп, или, если пользоваться адсорбционной терминологией, двумерного давления Л1 = —Лу. > 0. Условия (27.36), (27.37) запишем в виде [c.142]

Это позволяет при рассмотрении поверхностных явлений на плоских поверхностях избирать любое положение разделяющей поверхности, что и будет использовано в гл. П при выводе уравнения Гиббса. При рассмотрении же искривленных поверхностей, как будет показано в 3 данной главы, ситуация сложнее в этом случае между двумя фазами существует разность давлений, которая приводит к тому, что способ описания повер,хпостны.х явлений в принципе зависит от выбора разделяющей поверхности, причем существует некоторое положение разделяющей поверхности, называемое поверхностью натяжения , дающее определенные преимущества с точки зрения физической наглядности описания. [c.19]

ПОСТОЯННО, т. е. зависит только от толщины прослойки к, но не зависит от X. Оно складывается из гидростатического давления, максвелловского натяжения и стрикционного давления. Разность между Р1 (К) и Ро и есть избыточное, постоянное для данной ширины щели расклинивающее давление Пе К). В самом деле, вычитая равенство (VI.15) из (VI.16), мы немедленно приходим к формуле (VI.12), в которой электрострикционный член отсутствует. Таким образом, проявление электрострикционного эффекта сводится только к тому, что гидростатическое давление р согласно (VI. 15) оказывается функцией уже не только электростатического потенциала , но и поля Е в данном сечении. Впервые зто было показано одним из авторов в работе [4]. Преимущество изложенного вывода формулы для П заключается в том, что здесь не возникает необходимости рассматривать, что происходит с зарядами и потенциалами повер-хностей раздела при перекрытии двойных слоев и каков вообще механизм заряжения поверхностей. Интегрирование П по расстоянию между границами диффузных слоев позволяет получить важную характеристику перекрывающихся диффузных атмосфер — их гибсовскую св ободную знергию взаимодействия = АОе. [c.150]

Следует обратить внимание на аналогию, а точнее на идентичность (с точки зрения механического описания) капиллярного давления и натяжения поверхности, с одной стороны, и избыточного давления внутри сферического сосуда и напряжения (на единицу длины) в его оболочке — с другой. Аналогия сохраняется и при несферической форме капли и сосуда, например эллипсоидной. Это утверждение требует пояснения и развития, так как из него вытекают важные следствия. Прежде всего необходимо обобщить понятие радиуса в формуле Лапласа на случай несферической капли (сосуда). Можно показать, усложнив тригонометрическуто часть задачи, что при произвольной форме капли (оболочки) формула Лапласа (3.2.1) имеет вид [c.559]

Например, для разделения капли жидкости на более мелкие капли должна быть затрачена работа, направленная против сил поверхностного натяжения элемент этой работы будет выражаться как произведение поверхностного натяжения а на дифференциально малое приращение площади поверхности 8Л = adq. Если тело представляет собой проводник электричества, заряженный до потенциала ф, то для увеличения электрического заряда тела в на величину de надо затратить работу бЛ = pde. Множители Р , Р ,. .. (например, давление, поверхностное натяжение, потенциал) носят название факторов интенсивности работы их называют также обобщенными силами. Величины же qi, <72,. .. (например, объем, площадь поверхности, заряд) называются факторами экстенсивности работы, или, иначе, обобщенными координатами. [c.69]

Уравнения (VII. 7), (VII. 8), (VII. 10) —(VII. 13) представляют собой обобщение соответственно уравнений (11.21), (11.23), (11.25), (11.27), (11.29) и (11.31) на случай искривленной новер.к-ности и автоматически переходят в них, как только давления в сосуществующих фазах становятся равными. Если мы введем в качестве еще одной переменной радиус кривизны поверхности натяжения, то уравнения (VII. 7), (VII. 8), (VII. 10) —(VII. 13) следует рассматривать совместно с условием (1.29), которое можно записать в дифференциальной форме следующим образом [c.171]

Уравнения, полученные в главе VI для плоских поверхностей разрыва, могут быть использованы как приближенные и в случае искривленных поверхностей, если радиус кривизны достаточно велик. Экспериментал.ьно наблюдаемые случаи, однако, не всегда удовлетворяют этому условию. При изучении адсорбции в дисперсных и капиллярных системах и адсорбции на неоднородных поверхностях желательно располагать такими уравнениями, которые учитывали бы влияние кривизны поверхности разрыва на основные параметры адсорбционного равновесия. В настоящем параграфе получим соотношения, характеризующие зависимость состава поверхностного слоя от температуры, поверхностного натяжения, давлений и составов сосуществующих фаз и радиуса кривизны поверхности разрыва (точнее, поверхности натяжения). [c.219]

При большой кривизне формуемых поверхностей величина контактного давления достигает величины, достаточной для обеспечения необходимой плотности. С возрастанием диаметра изготавливаемых труб нормальное давление, создаваемое натяжением, снижается. Увеличивать величину натяжения нельзя, так как чрезмерное его повышение (свыше 10% от исходной прочности стекломатериала) вредно отражается на прочности стеклопластика. [c.402]

Одним из важнейших элементов намоточной установки являются оправки. Основное требование к оправке — ее соответствие и приспособленность к тому типу намоточного оборудования, на котором она устанавливается. Размеры оправки определяются размерами и формой внутренней поверхности изготавливаемого изделия. Необходимо, чтобы оправка имела высокую прочность (для сохранения формы и размеров во время операций намотки, отверждения и выпрес-совки готового изделия). Форма оправки должна обеспечивать легкое отделение готового изделия без какого-либо его повреждения. Вследствие этого при конструировании оправки необходимо учитывать все напряжения, имеюнще место при проведении данного процесса, в том числе давление, обусловленное натяжением намотки, и сжатие, возникающее при усадке смолы, а также напряжения, связанные с различными доводочными операциями (шлифование, обработка торцов и т. д.). [c.404]

Это соотношение часто называют формулой Чапласа, хотя Лаплас при выводе своей похожей по виду формулы оперировал с молекулярным, а не гидростатическим давлением и уж, конечно, ничего не знал о поверхности натяжения. [c.31]

Механика и термодинамика сферической мицеллы детально рассмотрены в главе 3. Условис механического равновесия давалось формулой Лапласа (5.9). Здесь мы дадим еще одну общую формулировку, которой удобно пользоваться при изучении мпцелл произвольной формы. Поскольку мицелла находится в однородной среде с давлением рР, условие механического равновесия мол<но выразить следующим образом нормальная сила, действующая на любое плоское сеченпе мнцеллы, равна произведению рР на площадь сечеппя. В частности,. для центрального сечения сферической мицеллы нормальная сила по Гиббсу есть яг р — 2лг, — радиус поверхности натяжения) [c.197]

Сделанные оценки для газов и воды основаны на макроскопических значениях растворимости, которые могут отличаться от растворимости в мицеллах. Следует учесть, что существование у мицелл поверхностного натяжения у при его положительной величине снижает, а ири отрицательной (такое возможно, если мицелла рассматривается как твердоподобный объект) — повышает растворимость посторонних веществ. Этот эффект связан с изменением давления р внутри мицеллы. В соответствии с формулой Лапласа Ap = 2y/rs, где rs —радиус поверхности натяжения. Изменение давления, в свою очередь, обеспечивает изменение химического потенциала, что непосредственно влияет па растворимость [c.203]

Здесь Г5 — радиус поверхности натяжения р — давление у — натяжение в цилиндрической части сфероцилиндра в направлении оси г индекс а относится к внутренней (изотропной) фазе мииеллы, а 5 — к внешней среде. [c.205]

В работе [197] анализировался диск с тороидальным краем, распределение давления в котором имеет довольно сложный вид. На самом тороидальном краю главные радиусы кривизны суть Ri = р и = р + R/ os где риф — полярные координаты профиля закругленного края диска, R — радиус плоской частп мицеллы (рис. 25). Главный радиус Ri постоянен, а R2 зависит от и z, так что и средняя кривизна К= (l// i + + IR2)I2 на тороидальной поверхности меняется от точки к точке. В такой ситуации формула Лапласа (5.9) требует, чтобы или у, или P — рР также менялись от точки к точке и описание мицеллы на языке теории капиллярности становится проблематичным. Для моделирования поверхности натяжения на краю мицеллы больше подходит поверхность нодоида, которая, как [c.211]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология