межфазного поверхностного натяжения Т газ жидкость от температуры фиг

Интересно отметить, что почти все органические жидкости имеют близкий температурный коэффициент поверхностного натяжения. Для неполярных жидкостей вблизи нормальной температуры его значения равны 0,08—0,11 дин (см-град), ДЛЯ полярных — 0,1—0,13 и для воды — 0,15. Температурный коэффициент межфазного натяжения органических жидкостей на границе с водой ниже, чем каждой из жидкостей отдельно, и составляет-—0,03 дин см-град). Кроме того, межфазное натяжение в ряде систем с повышением температуры возрастает. [c.438]

Далее сталагмометрическим методом определяют поверхностное натяжение полученных взаимно насыщенных жидкостей и межфазное натяжение на границе раздела между ними. В качестве стандартной жидкости целесообразно выбрать дистиллированную воду, поверхностное натяжение которой ирн различных температурах приведено в приложении III. [c.57]

Цель работы измерение поверхностного (межфазного) натяжения определение зависимости поверхностного натяжения чистых жидкостей от температуры расчет полной поверхностной энергии и ее составляющих. [c.11]

Простейший пример эмульсий — критические смеси двух ограниченно растворимых жидкостей, например, воды и фенола. При комнатной температуре они образуют два расслаивающихся раствора — фенола в воде и воды в феноле, которые при взбалтывании дают очень нестойкую, быстро разделяющуюся эмульсию. По мере повышения температуры составы обоих растворов сближаются, а межфазное поверхностное натяжение на границе раздела уменьшается, пока, наконец, при критической температуре смешения (65,9° С) оно не обращается в нуль, и обе жидкости смешиваются во всех отношениях. [c.138]

Было найдено, что поверхности натяжение чистых жидкостей уменьшается с температурой по нелинейному закону. Однако межфазное поверхностное натяжение зависит от температуры по-разному в системе этиленгликоль—полиметил-силоксан оно возрастает с температурой, в двух других системах убывает. [c.84]

В органодисперсии переходного типа в отличие от лиофобных дисперсий помимо пленкообразующего и разбавителя должен входить еще один основной компонент — органическая жидкость, являющаяся хорошим растворителем полимера и смешивающаяся с разбавителем. Ее обычно называют диспергатором. При введении диспергатора увеличивается сродство полимера к дисперсионной среде, в результате чего величина межфазного поверхностного натяжения снижается, что в свою очередь приводит к повышению стабильности этих дисперсий в сравнении с лиофобными. В органодисперсиях переходного типа дискретной фазой являются частицы пленкообразующего, набухшего в растворителе, а непрерывной фазой — смесь разбавителя и растворителя. Следует точно выдерживать необходимое соотнощение диспергатора и разбавителя в системе. Изменение этого соотношения может привести к образованию лиофобной (избыток разбавителя) или лиофильной (избыток диспергатора) дисперсии. Выбор оптимальной системы полимер— разбавитель — диспергатор проводится с учетом получения дисперсии, обладающей по возможности меньшей вязкостью при достаточно высоком содержании основного вещества, хорошей стабильностью и низкой (в отличие от дисперсий лиофобного типа) температурой пленкообразования (отпадает необходимость в термической обработке). [c.80]

До термообработки разрыхленная структура полимерной пленки, имеющая высокоразвитую межфазную поверхность, была относительно стабильна в жидкой среде. Стабильность структуры пленки, деформированной в физически активной жидкости, обусловлена адсорбцией молекул жидкости на поверхности полимера, существенно снижающей межфазное натяжение в двухфазной системе. Повышение температуры, как известно, также снижает поверхностное натяжение жидкостей и твердых тел, причем взаимодействие жидкости и полимера на межфазной границе не претерпевает существенных изменений, о чем свидетельствует отсутствие температурной зависимости краевого угла смачивания фторполимеров н-алканами [90]. Улучшение смачиваемости фторполимеров н-алканами при температуре, близкой к температуре кипения жидкости, может рассматриваться как кос ренное доказательство энергетической невыгодности процесса сокращения поверхности межфазного контакта в системе полимер - жидкость при нагревании до температуры капсулирования. [c.70]

Для решения многих прикладных задач важно заранее оценить, будет ли данная жидкость смачивать данный твердый материал или нет. Использование для этой цели термодинамических уравнений равновесного краевого угла затруднено тем, что для большинства твердых тел поверхностные натяжения в широком интервале температур неизвестны, в особенности на границе с жидкостями (см. 1.2 и 1.6). Теоретические методы расчета поверхностного натяжения твердых тел развиты лишь для определенных систем, в особенности для твердых металлов (см., например [114, 115]). Поэтому на практике для прогноза смачивания широко применяются различные эмпирические признаки. Эти признаки установлены либо путем обобщения большого числа экспериментальных данных, либо на основе приближенного анализа зависимости межфазного поверхностного натяжения от природы контактирующих фаз. Эмпирические признаки смачивания не универсальны, они применимы не для любых сочетаний жидкостей и твердых тел, а лишь для вполне определенных условий. Поэтому при практическом использовании эмпирических признаков смачивания следует прежде всего установить основные физико-химические особенности данной системы для этого в свою очередь применяют рассмотренные в III. 1 классификационные схемы. [c.83]

Причины улучшения химического смачивания при нагревании могут быть весьма различными. Чаще всего при повышении температуры активируются процессы взаимодействия жидкости с твердым телом (химические реакции, растворение и т. д.), что в свою очередь способствует снижению межфазного поверхностного натяжения в неравновесных системах (см. III. 1). [c.111]

Рассмотрим теперь растворение твердого тела в жидкости. Прежде всего этот процесс может приводить к изменению межфазного поверхностного натяжения отж- Если же вещества, входящие в состав твердого тела, поверхностно-активны на границе жидкость — среда, то может также уменьшиться поверхностное натяжение ажг на границе жидкости с окружающей средой. Обычно растворение в жидкости происходит весьма быстро, особенно при высоких температурах. Поэтому к началу основной стадии растекания в вязком режиме достигается близкая к равновесной концентрация раствора, после чего связанные с растворением твердого тела изменения движущей силы растекания уже не имеют места. Об этом свидетельствует, в частности, совпадение скоростей растекания по цинку и свинцу чистой ртути и ртути, предварительно насыщенной этими металлами. [c.138]

Для ряда систем был определен температурный коэффициент межфазного поверхностного натяжения. Кривая зависимости межфазного натяжения от температуры для системы олеиновая кислота—минеральное масло— вода имеет перегиб. Это указывает на резкое изменение состояния межфазного слоя, т. е. на фазовое изменение, аналогичное подробно изученным для пленок на поверхностях раздела жидкость—газ [144]. [c.301]

К снижению поверхностного натяжения приводит, как правило, и увеличение температуры в системе. Это объясняется повышением взаиморастворимости фаз и увеличением межмолеку-лярного расстояния в результате теплового движения молекул. Так, температурный коэффициент межфазного натяжения органических жидкостей на границе с водой составляет 0,03 мН/(м-К). [c.12]

Поверхностное натяжение может не быть постоянным на всей межфазной поверхности, поскольку коэффициент поверхностного натяжения зависит от концентрации адсорбирующихся на поверхности ПАВ, от температуры и электрического заряда поверхности. Изменение Е приводит к изменению баланса сил, действующих на межфазную поверхность, а следовательно, может вызвать течение жидкости. Действительно, граничными условиями на межфазной поверхности, разделяющей две несмешивающиеся жидкости, является равенство нормальных и касательных напряжений. В условие непрерывности нормальных напряжений входят давления, которые на искривленной поверхности связаны уравнением Юнга — Лапласа (17.5). Если имеется градиент поверхностного натяжения в направлении касательной к межфазной поверхности, то непрерывность касательных напряжений требует изменения значений вязких напряжений вдоль поверхности, а следовательно, поля скоростей в жидкой фазе и формы межфазной поверхности. [c.437]

Значения теплот испарения и сублимации близки. Около температуры плавления мало отличаются также плотности твердого тела и образующегося из него расплава. Соответственно, примерно одинаковы и значения поверхностных энергий на границах жидкость — пар о г и твердое тело — пар (газ) Отг. В отличие от этого межфазная энергия 0ТЖ на границе раздела твердого тела с собственным расплавом, как правило, низка подобно тому как теплота плавления составляет примерно 10% теплоты испарения, и для поверхностного натяжения атж наблюдаются обычно значения, не превышающие одной десятой поверхностного натяжения расплава. [c.22]

Термодинамическая теория капиллярности Гиббса положила начало громадному числу исследований как экспериментального, так и теоретического плана, направленных на выяснение структуры межфазных поверхностей. В научном плане важной частью этих исследований являются бинарные системы жидкость—жидкость. В таких системах возможно измерить поверхностное натяжение и его производные по температуре и давлению, а также изучить диффузность межфазной поверхности оптическими методами. Теоретическая интерпретация этих результатов с использованием статистико-механических моделей различной степени приближения была развита рядом авторов и мы упомянем некоторых. Важно отметить, что все такие исследования требуют обращения к термодинамике, т. е. к методам Гиббса, как только мы доходим до связи теоретических моделей с наблюдениями, которые могут быть сделаны в лаборатории. [c.64]

Явления в этой области в некоторых частично смешивающихся бинарных системах характеризуются сильными межфазными возмущениями (фото 6.19) [52, 53]. Поскольку при постоянной температуре такие системы характеризуются лишь одной равновесной концентрацией, существует единственное значение равновесного межфазного натяжения. Поэтому такие возмущения не могут быть объяснены местным уменьшением поверхностного натяжения вследствие изменения концентрации. Однако частично смешиваемые жидкости имеют как правило низкое межфазное натяжение (2 дин/см для системы ацетилацетон — вода при 25 °С) и потому весьма чувствительны к местным изменениям межфазного натяжения, вызванным тем, что ири нормальных условиях рассматривалось бы как вторичный эффект. Объяснить это можно выделением тепла при массопередаче или динамикой межфазного натяжения, характеристики которой в бинарных системах в основном неизвестны. [c.238]

Образование и рост кристаллов на электроде, образование капель жидкого металла на катоде, всплывание металла в электролите, растворение металла в расплавленных солях, вопросы смачивания, пропитывания солями футеровки электролизера — все эти процессы во многом определяются межфазным натяжением, существующим на соответствующей границе раздела фаз Частицы жидкости, находящиеся в поверхностном слое на границе с газом, притягиваются внутрь жидкости Эта поверхностная пленка стремится сжать жидкость, поэтому при увеличении поверхности жидкости приходится затрачивать работу Эта работа, отнесенная к 1 см новой поверхности жидкости, называется поверхностным натяжением а и измеряется в эрг/см Поверхностное натяжение мало зависит от природы газа, с которым соприкасается жидкость, так как силы взаимодействия между частицами жидкости намного больше, чем силы, действующие между частицами жидкости и газа Рост температуры приводит к уменьшению сил взаимодействия между частицами жидкости и к уменьшению поверхностного натяжения [c.277]

Впечатляющий прогресс на грани тысячелетий в области миниатюризации и повышения быстродействия электронных микросхем не в последнюю очередь обязан грамотному использованию капиллярных свойств материалов при изготовлении микросхем, основным конструктивным элементом которых являются тонкие пленки. В ряду проблем, решение которых определяет возможности миниатюризации изделий микроэлектроники, находится и проблема термодинамической устойчивости тонких пленок. Щукин и Ребиндер [37] нашли условие, при котором возможно самопроизвольное диспергирование вещества (жидкости) в результате тепловых флуктуаций формы межфазной границы. В обобщенном виде оно имеет вид <зА < кТ, где а — межфазное натяжение, А — приращение площади межфазной границы при ее деформировании, р — числовой коэффициент порядка 10, Л — константа Больцмана и Т — температура. Флуктуации поверхности можно представить как образование на ней лунок или выступов, имеющих форму шарового сегмента радиусом К и глубиной (высотой) к. Такую форму имеет, например, капля жидкости на твердой поверхности (см. рис. 3.14). При прогибе поверхности раздела фаз на глубину к приращение А площади поверхности равно пк независимо от радиуса прогиба К, в том числе и при образовании капли радиусом К = к. При нормальной температуре и натяжении 0,1 Дж/ м вполне вероятно возникновение флуктуационных лунок (или выступов) глубиной 10 м (это размер одной молекулы), а при изменении натяжения или температуры глубина флуктуационных лунок и выступов растет пропорционально отношению 77а. Одно из следствий этой закономерности — самопроизвольное диспергирование монолитных веществ (жидкостей) при достаточно низкой величине межфазного натяжения и образование термодинамически устойчивых коллоидных растворов. Термодинамическую устойчивость можно считать следствием того, что приращение поверхностной энергии при диспергировании вещества компенсируется уменьшением свободной энергии системы за счет увеличения энтропии при уве- [c.750]

В этом разделе основное внимание уделено изменению поверхностного натяжения бинарных систем в зависимости от их состава. Влияние других переменных, таких, как давление и температура, в данном случае подобно влиянию аналогичных переменных, наблюдаемому для чистых веществ, и поэтому здесь не рассматривается. Межфазное натяжение несмешивающихся жидкостей обсуждается также в разд. ПГ2. [c.58]

Поверхностное натяжение на границе двух несмещивающихся жидкостей называется межфазным поверхностным натяжением. Чем меньше поверхностное натяжение на границе двух жидкостей (оа, ), тем выше взаимная растворимость жидкостей и при критической температуре полного смешения обоих жидкостей (например, для системы вода — фенол при 339 К) аа.ь = 0. [c.283]

Более простой пример — две частично смешиваюшиеся жидкости при критической температуре смешиваемости, при которой межфазное поверхностное натяжение между двумя жидкостями стремится к нулю [10]. Если раствор охладить до температуры чуть ниже критической, то наблюдается опалесценция. Такой раствор можно рассматривать как эмульсию, образование которой обусловлено очень низким поверхностным натяжением. [c.393]

Взаимная растворимость двух жидкостей тесным образом связана с изменением межфазного поверхностного натяжения сопряженных растворов этих жидкостей. Несмотря на наличие вбширного литературного материала по взаимной растворимости жидкостей, исследований изменения межфазного натяжения и критической температуры (КТ) растворимости двойных систем в присутствии третьего компонента далеко не достаточно. ) [c.86]

Если процесс взаимодействия твердой и жидкой фаз протекает стационарно (при постоянной разности химических потенциалов Л(х компонентов в обеих фазах), уменьшение межфазногоповерхностного натяжения прямо пропорционально А л [ИЗ]. Отсюда следует, что в системах, в которых компоненты твердого тела ограниченно растворимы в жидкости, а жидкость совершенно нерастворима в твердой фазе, на кривой Отж = f(0 ( — время контакта фаз) должен быть минимум. Если же на поверхности раздела фаз образуются химические соединения с точкой плавления выше температуры контакта, то реализуется только начальный участок этой кривой дальнейшие изменения межфазного поверхностного натяжения резко тормозятся, так как диффузия компонентов через промежуточный слой твердой прослойки протекает весьма медленно [3, 113]. [c.82]

Термогравитационная конвекция. Рассмотрим движение вязкой жидкости в бесконечно протяженном слое постоянной толщины 2/г. Сила тяжести направлена перпендикулярно слою. На нижней плоской твердой поверхности поддерживается постоянный градиент температуры. Неоднородность поля температуры приводит к двум эффектам, способным вызвать движение жидкости термогравитационному, связанному с тепловым расширением жидкости и появлением архимедовых сил, и термокапиллярному (если вторая поверхность является свободной), связанному с появлением касательных напряжений на межфазной границе вследствие зависимости коэффициента поверхностного натяжения от температуры. [c.232]

Исследование процесса образования пузырей и капель при истечении жидкостей или газов из отверстий и сопел имеет исключительно важное значение для разработки научно-обоснованных методов расчета колонных аппаратов, в которых межфазная поверхность создается путем диспергирования жидкости или газа. Механизм образования пузырей и капель чрезвычайно спожен и определяется очень большим числом параметров. Параметры, влияющие на процесс образования пузырей, можно подразделить на конструктивные, параметры, связанные со свойствами газов и жидкостей, и режимные параметры. К первому классу относятся диаметр, форма, ориентация и конструкция сопла, а также материал, из которого он изготовлен. Кроме того, чрезвьиайно важным конструктивным параметром для образования пузырей, является объем газовой камеры, из которой происходит йстечение газа в жидкость. К параметрам, связанным со свойствами выбранной системы, можно отнести поверхностное натяжение на границе раздела фаз, плотность и вязкость жидкости и газа, угол смачивания и скорость звука в газе. И, наконец, режимные параметры включают объемный расход диспергируемой фазы, величину и направление скорости сплошной фазы, высоту уровня жидкости в колонне, перепад давления в сопле и температуру. Не все названные параметры равноценны и одинаково важны для процессов образования капель и пузырей, однако большинство оказывает существенное влияние на величину отрывного диаметра и частоту образования диспергируемых частиц. [c.48]

Таким образом, основным варьируемым параметром при изучении границы раздела между конденсированными фазами в двухкомпонентных системах является температура, что в некотором смысле сближает подобные границы раздела фаз с поверхностью жидкость — пар (или твердое тело — пар) в однокомшонентной системе, Рассмотрим, следуя примерно тем же путем, как это было сделано в 1 и 2 гл. I, природу температурной зависимости поверхностного натяжения границ раздела между конденсированными фазами и связь поверхностного натяжения с характером межмолекулярных взаимодействий компонентов на межфазной поверхности. [c.82]

Важным отличием границ раздела конденсированных фаз от поверхности жидкость — пар в однокомпонентной системе является то, что в двухкомпонентных системах производная поверхностного натяжения межфазной поверхности по температуре может быть как положительной, так и отрицательной или даже менять знак при изменении температуры. Можно приближенно считать, что, как и в однокомпонентной системе, величина — da/dT = r представляет собой сгущение энтропии в поверхности разрыва соответственно для границы раздела конденсированных фаз сгущение энтропии в поверхности в зависимости от химической природы контактирующих фаз и температуры может быть не только положительным ( ак в однокомпонентных системах), но и отрицательным. Это особенно характерно лроявляется для границ раздела между двумя взаимно насыщенными жидкими растворами. [c.82]

Несмотря на успешное практическое применение [5—14] уравнения (2), внимательного исследователя должно заинтересовать отсутствие в нем инерционного члена. Эвристически можно было бы утверждать, что нулевое значение плотности массы является разумной гипотезой для межфазной поверхности нулевой толш,ины, но не столь же разумно тогда приписывать нулевое значение коэффициентам вязкости к у для такой поверхности В самом деле, если полностью пренебречь капиллярными- эффектами, достаточное граничное условие сведется просто к последним двум членам уравнения (2) именно их успешно и применяли прн решении гидродинамических задач о двух чрезвычайно чистых жидкостях в отсутствие вызванных температурой градиентов поверхностного натяжения. [c.44]

Коллоидные системы, дисперсные системы с частицами дисперсной фазы от 10 до 10 см. Коллоидные частицы, участвуя в интенсивном броуновском двих<ении, противостоят седиментации (оседание частиц на дно) в поле сил земного тяготения и сохраняют равномерное распределение по объему дисперсионной среды. Наиболее важны и многообразны коллоидные системы с жидкой дисперсионной средой. Их делят на лиофильные и лиофобные. В первых частицы дисперсной фазы интенсивно взаимодействуют с окружающей жидкостью, поверхностное натяжение на границе фаз очень мало, вследствие чего эти коллоидные системы термодинамически устойчивы. К лиофильным коллоидным системам относят мицеллярные (мицелла - коллоидная частица), растворы ПАВ (поверхностно активные вещества), растворы некоторых высокомолекулярных веществ, органических пигментов и красителей, критических эмульсий (образующиеся вблизи критической температуры смешения двух жидких фаз), а также водные дисперсии некоторых минералов. В лиофобных коллоидных системах частицы слабо взаимодействуют с дисперсионной средой, межфазное натяжение довольно велико, система обладает значительным избытком свободной энергии и термодинамически неустойчива. Агрегативная устойчивость лиофобных коллоидных систем обычно обеспечивается присутствием в системе стабилизирующего вещества, которое адсорбируется на коллоидных частицах, препятствуя их сближению и соединению (коагуляции - образованию агрегатов). Типичные лиофобные коллоидные системы - золи металлов, оксидов и сульфидов, латексы (водные дисперсии синтетических полимеров), а также гели (структурированные коллоидные системы с жидкой дисперсионной средой), возникающие при коагуляции и структурировании золей. [c.116]

Недостатки такой модели легко видны, даже если принять положение об обновлении поверхности, особенно при отсутствии поверхностного сопротивления. В этом случае можно принять, что на границе раздела фаз существует равновесие концентраций- и всех сил, действующих на поверхности раздела фаз, а также постоянство температуры. Одна из упомянутых сил, а именно межфазное натяжение, в определенной степени характеризует межфазную границу. Если на поверхностное натяжение влияет процесс массопередачи, равновесие сил будет нарушено и в результате возникает движение на межфазной поверхности. Такое движение, называедюе далее спонтанной межфазной конвекцией, передается к прилегающим слоям, что в свою очередь оказывает влияние на скорость массопередачи. В этом случае число Рейнольдса в фазе не определяет пщродинами-ческих условий в слоях, прилегающих к поверхности. Соответственно нарушается корреляция, выражаемая уравнением (1). Это утверждение справедливо по отношению к большинству зависимостей, предложенных для экстракции в системе жидкость — жидкость. Обычно такие корреляции оправдываются только в узком интервале изменяемых параметров п зависят не только от размера и типа аппарата, но также и от системы. [c.205]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология