Линейное натяжение трехфазного контакта

Рассмотрено влияние линейного натяжения трехфазного контакта на гетерогенное образование новой фазы и на процесс образования новой поверхности (контакта) при соединении двух флюидных или флюидной и твердой фаз. В качестве примеров использованы зарождение капелек жидкости из пересыщенных паров на плоской твердой поверхности и соединение твердой сферы с поверхностью раздела жидкость—газ. [c.275]

На основе теории переходной зоны и уравнения (XI.16) удается провести расчеты линейного натяжения трехфазного контакта свободных и смачивающих [26, 35, 36], а также эмульсионных пленок [c.371]

Линейное натяжение трехфазного контакта [c.372]

Рис.Х . 10. К расчету линейного натяжения трехфазного контакта

Уточнение термодинамической трактовки реальных кристаллических поверхностей может быть достигнуто путем учета линейной энергии ребер. Еще Гиббс обратил внимание на необходимость существования линейного натяжения трехфазных границ контакта, могущего иметь как положительное, так и отрицательное значение. Эта идея была развита в фундаментальных работах Шелудко [5], показавшего роль линейного натяжения в процессах образования двухфазных контактов при смачивании, прилипании пузырьков и гетерогенной нуклеации, например при электрокристаллизации. Из соответствующих наблюдений оказалось возможным определить величину и знак линейного натяжения. Теория линейного натяжения на периметре смачивания была развита в работах [6, 7]. Для реальных тел формула, выражающая влияние шероховатости подложки на краевой угол, была предложена Венцелем [8] и более строго обоснована одним из нас [9]. [c.8]

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]

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]

Возвращаясь к исходной проблеме этого обзора — к проблеме малой фазы, можно сделать следующее замечание. С позиций формальной термодинамики рекомендованное Гиббсом введение линейного натяжения (и соответствующих избытков) (1, стр. 288] решает вопрос описания систем с трехфазным контактом для тех случаев, когда размеры фаз достаточно велики. При молекулярно-статистической трактовке этого случая, однако, положение значительно сложнее, чем в случае двух фаз. Например, для капли в парах без особой потери точности можно применять параметры больших фаз (например, поверхностное натяжение), рассчитывая их только с учетом ближайших соседей. В случае линейного натяжения в наиболее важных случаях относительно больших углов контакта 0 . в области, где встречаются три поверхности без пленки заметной толщины (или ньютоновской пленки) расстояния между поверхностями доходят до молекулярных. При этом учет взаимодействия молекул всех трех фаз в этой зоне становится обязательным. Таким образом, эффекты типа расклинивающего давления в тонком слое выступают здесь со всей силой. Однако простое сведение проблемы к проблеме тонкого слоя вряд ли допустимо, так как расстояния между поверхностями всех трех фаз в зоне контакта между ними одного порядка. [c.298]

При оо член у. Ь в уравнении (XI.19) стремится к нулю. Поэтому в плоских капиллярах или цилиндрических капиллярах постоянного радиуса поправку на линейное натяжение вводить не следует. По этой же причине сформулированные в 1 условия равновесия могли быть получены без учета у. Виртуальное смещение мениска в таких капиллярах не сопровождается изменением профиля жидкости и длины линии трехфазного контакта. [c.373]

Условия равновесия описываются известным уравнением Юнга, которое в случае искривленной линии трехфазного контакта дополняются членом, учитывающим линейное натяжение х [3—5] [c.24]

Свободная поверхностная энергия Р профилей I—3 различна и в первом приближении может считаться пропорциональной ст5, где 5 — площадь поверхности жидкости. При образовании пологого профиля (кривая 2) значения 5 и, следовательно, Р уменьшаются по сравнению с профилем 1 без переходной зоны. Это эквивалентно действию отрицательного линейного натяжения на линии трехфазного контакта. По этой причине теории, использующие для расчетов профиля переходной зоны уравнение (4), могут давать только отрицательные значения линейного натяжения. [c.32]

Рассмотрено состояние проблемы смачивания твердых плоских поверхностей в рамках теории поверхностных сил, Показана связь краевых углов с изотермами расклинивающего давления смачивающих пленок. Приведены различные виды профилей переходной зоны между мениском объемной жидкости и смачивающей пленкой в связи с расчетами линейного натяжения на периметре трехфазного контакта. Проводится сравнение известных из экспериментов значений линейного натяжения с теоретически рассчитанными на основании развитой теории. [c.252]

В книгу включены дополнения, в частности новые данные автора по линейному натяжению на контуре трехфазного контакта и его роли в зародышеобразовании. Одним из нас (Е. Д. Щ,укиным) с согласия автора написана новая глава о структурно-механических свойствах и реологии дисперсных систем. Другая дополнительная глава (Б. В. Дерягина и Н. В. Чураева) посвящена современному состоянию исследований смачивающих пленок — их равновесия и устойчивости, зависящих от молекулярной, электростатической и структурной составляющих расклинивающего давления. Эти исследования важны как для теории коллоидно-поверхностных явлений — смачивания, адсорбции и капиллярной конденсации, так и для приложений — флотации, нанесения покрытий, почвоведения и гидротехники. [c.6]

В случае как поверхностного натяжения, где о нем судят по капиллярному давлению, так и линейного натяжения последнее можно измерить по двумерному давлению х/г, определяющему, согласно (2), (7) и (И), углы контакта. Поэтому проще всего было бы исследовать зависимость угла контакта от кривизны 1/г трехфазной зоны. Попытки такого рода были начаты давно — первой, кажется, была упомянутая выше работа Веселовского и Перцева [2],— но все они оказывались неудачными. [c.258]

Наиболее прямой путь определения посредством измерения зависимости краевого угла 0 от радиуса г трехфазного контакта чрезвычайно труден из-за того, что видимые в микроскоп контактные зоны еще слишком велики для достаточно сильно выраженных изменений краевых углов под влиянием линейного натяжения. Попытку подобного определения yi для плоской круглой ньютоновской пленки предприняли недавно Зорин, Платиканов и Рангелова [71. Они получали круглые черные (ньютоновские) пленки в двояковогнутой капле в цилиндрическом отверстии диаметром [c.261]

При положительном и условия механического равновесия трехфазной границы раздела указывают на то, что линейное натяжение будет препятствовать образованию контакта между фазами. По силе, необходимой для преодоления этого препятствия, можно судить о величине х, на чем основаны методы критического шарика или пузырька. [c.262]

Как справедливо отметил один из рецензентов этой работы, не исключено, что использованные стеклянные сферы были двух сортов меньшие —с меньшим углом смачивания и большие — с большим, так что незакрепление малых частиц определялось не линейным натяжением, а их повышенной смачиваемостью. Проверить такое толкование было невозможно, так как угол контакта можно было измерить только для больших частиц, образующих видимый трехфазный контакт. [c.293]

В подобных подходах не принимается во внимание ряд тонких термодинамических эффектов (см., например, [2,17]), однако в полуколичественном аспекте они, безусловно, полезны при исследовании общих закономерностей адгезии жидкостей. Учет всех или даже большинства термодинамических параметров при рассмотрении проблем адгезии в настоящее время весьма затруднен. Некоторые из них, подобные, скажем, развитости рельефа поверхности твердого субстрата, гистерезиса смачивания и др. [18], не имеют для мономерных адгезивов такого значения, как в случае адгезии вязких растворов или расплавов полимеров. Однако пренебрежение отдельными факторами заведомо обедняет анализ. Так, нельзя не учитывать скачкообразного изменения 0 [19] при структурировании мономерной капли в процессе склеивания. Важно также иметь в виду, что проявление мономерами поверхностной активности способно обусловить адсорбционное снижение прочности твердых тел по Ребиндеру. Наибольщее воздействие активные жидкости оказывают на упругодеформируемые субстраты, к числу которых принадлежит большинство полимеров, соединяемых мономерными адгезивами. В этом случае исходное уравнение (1) должно быть дополнено членом (х/У )созф (или k/R при ф = 0), где ф — угол наклона капли радиусом R на линии ее трехфазного контакта, а к — обусловленное дально-действующими поверхностными силами [3, с. 372] линейное натяжение [20], теория которого развита в [21] более общий подход [22, с. 92] основан на механике сплошных сред с учетом баланса количества и момента движения соответственно дву- и одномерного континуумов. [c.11]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология