Самопроизвольное сокращение поверхности жидкости

Каждая молекула поверхностного слоя находится под воздействием силы притяжения, направленной внутрь жидкости нормально к поверхности. Следствием такой направленности сил притяжения к молекулам, находящимся в поверхностном слое, является самопроизвольное сокращение поверхности жидкости до предельно малой площади, возможной для данного объема вещества в данных условиях. Это иллюстрируется, например, сферической [c.328]

Согласно второму закону термодинамики, энергия Гиббса системы самопроизвольно стремится к минимуму. У индивидуальных жидкостей уменьшение поверхностной энергии Гиббса осуществляется в основном за счет сокращения поверхности (слияние мелких капель в более крупные, шарообразная форма капель жидкости, находящихся во взвешенном состоянии). В растворах уменьшение поверхностной энергии Гиббса может происходить также за счет изменения концентрации компонентов в поверхностном слое. [c.305]

Поверхностное натяжение рассматривалось еще со времени Лапласа как некоторая сила, приводящая поверхность жидкости к самопроизвольному сокращению, откуда и была выведена ее размерность в динах на сантиметр. Такое определение, однако, не дает правильного представления о действительной природе силы поверхностного натяжения. Из всех существующих взглядов на природу силы поверхностного натяжения наиболее правильный и плодотворный является взгляд, исходящий из молекулярной теории. Согласно этой теории, молекулы жидкости, находящиеся на поверхности, испытывают со стороны внутренних молекул жидкости большее притяжение, чем с внешней стороны поверхности, где молекулы другие и имеют другую массу и концентрацию. Вследствие этого молекулы жидкости стремятся уйти с поверхности вглубь, что и проявляется в стремлении жидкости сократить свою поверхность до минимальных размеров. Если речь идет не о парообразовании, то поверхность жидкости исчезнуть не может и, следовательно, на ней всегда будет существовать свободная энергия, величина которой будет определяться химической природой жидкости и фазы, лежащей за границей раздела. [c.228]

В типичных (чаще встречаемых на практике) эмульсиях одной из двух жидкостей является вода. Можно получить эмульсию так называемого типа масло в воде (сокращенно — м/в) или эмульсию типа вода в масле (в/м). В эмульсиях первого типа масло является дисперсной фазой, а вода — дисперсионной средой в эмульсиях второго типа, наоборот, вода является дисперсной фазой, масло — дисперсионной средой. Эмульсии обычно образуются при дроблении одной жидкости в другой (диспергировании). При дроблении жидкости на капельки происходит сильное увеличение суммарной поверхности раздела между двумя жидкими фазами, а вместе с этим и увеличение избыточной поверхностной энергии. Как известно, система, обладающая избыточной энергией, неустойчива в ней самопроизвольно идут процессы, направленные в сторону уменьшения избыточной энергии. Уменьшение избыточной поверхностной энергии происходит за счет сокращения поверхности при слиянии (коалесценции) отдельных капелек друг с другом. В результате этого дисперсная система постепенно расслаивается на два несмешивающихся слоя. [c.425]

Действие поверхностных сил проявляется как стремление перевести молекулы вещества из поверхностного слоя внутрь жидкой фазы. Это значит, что для поверхностного слоя характерна тенденция к сокращению до минимальных размеров, возможных для данного объема жидкости в заданных условиях. Соответственно, любое внешнее воздействие, направленное в сторону увеличения поверхности раздела фаз, встречает сопротивление со стороны поверхностных сил. Стремление поверхности жидкости к самопроизвольному сокращению свидетельствует о том, что поверхностному слою присуща избыточная энергия. Эту избыточную энергию принято называть поверхностной энергией. Происхождение поверхностной энергии естественно связывается с работой, совершаемой против поверхностных сил при формировании поверхности. Процессы фазового превращения, связанные с увеличением (созданием) или уменьшением (уничтожением) поверхности раздела фаз, происходят при постоянной температуре. Поэтому работе против поверхностных сил отвечает изменение свободной энергии. Таким образом, поверхностная энергия есть свободная энергия поверхностного слоя. [c.298]

Самопроизвольное сокращение поверхности жидкости указывает на существование свободной энергии поверхности. Поэтому цри изотермическом процессе образования каждой новой единицы поверхности затрачивается определенная работа. Эта работа, являющаяся мерой свободней энергии единицы поверхности жидкости, называется удельной поверхностной энергией и представляет собой уделышй (на 1 см ) изобарный потенциал поверхности. [c.329]

Наличие огромных сил притяжения, направленных вглубь жидкости, приводит к самопроизвольному сокращению ее поверх-ностй, так как втягивание молекул с поверхности внутрь идет с гораздо большей скоростью, чем обратное выталкивание их из глубины на поверхность, обусловленное поступательным движением молекул. Сокращение поверхности идет до тех пор, пока величина ее не примет минимальное значение (для очень малых количеств жидкости—величины поверхности шара). С термодинамической точки зрения самопроизвольность сокращения поверхности жидкостей указывает на существование у них свободной поверхностной энергии Р, которая определяется затратой работы извне, необходимой для увеличения поверхности жидкости. С молекулярной точки зрения, эта работа затрачивается на преодоление сил притяжения, направленных внутрь жидкости, при выводе молекул изнутри жидкости на поверхность при увеличении последней. [c.63]

Самопроизвольное сокращение поверхности жидкости Основное свойство поверхности жидкости заключается в её стре млении к сокращению до наименьшей возможной величгны. Эт< стремление проявляется в сферической форме мелких капел жидкостей, в натяжении и стремлении к сокращению мыльных плёно и в ряде других свойств жидких поверхностей. Плато предприня. подробное исследование формы поверхностей жидкостей в условиях исключающих влияние тяготения. Им было показано, что в эти условиях поверхность жидкости всегда принимает такую форму, пр] которой её кривизна постоянна для всех точек [c.11]

Поверхность раздела между двумя жидкостями обычно обладает положительной свободной энергией, но возможны условия, в которых эта энергия становится отрицательной. Если предположить, что самопроизвольное сокращение поверхности раздела при положительном поверхностном натяжении обусловлено наличием на этой поверхности упругой растянутой плёнки, то поверхности раздела с отрицательным поверхностным натяжением должны представлять собой упруго сжатые плёнки и должны самопроизвольно расширяться. Это должно приводить к образованию морщин и складок поверхности раздела при её расширении. Но смешивание соприкасающихся жидкостей происходит вовсе не путём образования таких складок на поверхности раздела, а путём диффузии молекул сквозь эту поверхность, Одно из замечаний Клэрка Максвелла по это.му вопросу было неправильно понято, как указание на возможность такого механизма смешения жидкостей, хотя, конечно, в действительности Максвелл не имел его в виду, и упрёк, сделанный ему за это Кельвином являлся незаслуженным. Недавно этот вопрос возник вновь в связи с сообщением о наблюдённом якобы случае смешивания жидкостей путём образования складок на их первоначальной поверхности раздела. [c.14]

Если при диспергировании образовавшаяся дисперсная система не подвергалась действию какого-либо стабилизатора (эмульгатора), способного уменьшить величину а, а оказалась предоставленной самой себе, то в ней немедленно начнется самопроизвольный процесс уменьшения Д5, который выразится в постепенном сокращении поверхности раздела между фазами за счет слияния мелких капелек дисперсной фазы во все более крупные капельки, т. е. за счет уменьшения степени дисперсности системы в целом. Процесс быстро заканчивается полным расслоением системы на две жидкие фазы, при котором поверхность раздела 5 станет минимальной. Такой процесс самопроизвольного слияния жидких капель, заканчивающийся расслоением эмульсий на составляющие ее жидкости, называется коалесценцйей. [c.248]

В чистых жидкостях поверхностное натяжение при постоянной температуре есть величина постоянная, поэтому уменьшение поверхностной энергии в этом случае возможно только путем сокращения поверхности. Из опыта известно, что в жидких системах может протекать самопроизвольно процесс уменьшения поверхности. В растворах уменьшение поверхностной энергии может произойти путем уменьшедия поверхностного натяжения в результате сгущения на поверхности жидкости молекул того компонента раствора, который обладает меньшим поверхностным натяжением. [c.134]

Действие поверхностных сил проявляется как стремление перевести молекулы вещества из поверхностного слоя внутрь жидкой фазы. Это значит, что для поверхностного слоя характерна тенденция к сокращению до минимальных размеров, возможных для данного объема жидкости в заданных условиях. Соответственно любое внешнее воздействие, направленное в сторону увеличения, поверхности раздела фаз, встречает сопротивление со стороны поверхнистных сил. Стремление поверхности жидкости к самопроизвольному сокращению свидетельствует о том, что поверхностному слою присуща избыточная энергия. Эту избыточную энергию принято называть поверхностной энергией. [c.268]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология