Когезия жидкости слоя жидкости

Рис, /I, 1. Адгезия (а, б) и когезия (в) слоя жидкости. [c.162]

Когда силы адгезии велики и приближаются к силам когезии, тела слипаются жидкость растекается по поверхности твердого тела или другой жидкости тонким слоем — происходит полное смачивание. Тогда же, когда силы адгезии значительно меньше сил когезии, тела не смачиваются жидкость не растекается по поверхности другого тела, а стремится приобрести сферическую форму — происходит полное несмачивание. [c.31]

Если работа адгезии больше работы когезии, то капля жидкости, нанесенная на поверхность другой жидкости или твердого тела, не существует в виде капли (линзы), а растекается по поверхности, образуя тонкие слои или поверхностные пленки. [c.199]

Другой причиной потери сыпучести является агломерация в результате слипания частиц влажного материала. При значительной влажности между частицами возникают стягивающие их мениски и слои жидкости. Здесь играет роль поверхностное натяжение жидкости а и краевой угол 0 смачивания ею твердого тела. Адгезия Ша и когезия (в Дж/м ) определяются следующими уравнениями [c.279]

Вязкостью называют свойство жидкости оказывать сопротивление взаимному перемещению ее слоев под действием внешней силы. Это сопротивление возникает вследствие сил когезии между молекулами жидкости. [c.212]

Жидкость обладает минимальной сдвиговой прочностью. Поэтому величина адгезии и когезии при удалении жидкости может быть определена лишь для граничного слоя жидкости. [c.8]

При скатывании капель с несмачиваемых поверхностей они не оставляют видимого следа на этих поверхностях. Если поверхности смачиваются, то после капли остается влажный след. В результате адгезии слоя жидкости и при условии, что когезия меньше адгезии, слой жидкости, соприкасающийся с твердой поверхностью, не скользит по ней. Поэтому движение капли уподобляется движению гусениц трактора или танка. [c.99]

С учетом адсорбционных процессов изменяется равновесие, устанавливаемое при контакте жидкости с твердым телом, а также работа адгезии и когезии. Как уже было сказано, уравнение Юнга (I, 7) справедливо при условии термодинамического равновесия контактирующих фаз. В состоянии равновесия поверхность твердого тела всегда покрыта равновесным адсорбционным слоем жидкости или ее паров. Отсюда для равновесных краевых углов поверхностное натяжение твердого тела, т. е. Отг и утш, относится не к самому телу, а к покрывающему его адсорбционному слою [c.161]

Так как адсорбция является экзотермическим процессом, то А/ — отрицательная величина, а следовательно, работа адгезии превышает работу когезии. Отсюда < . т. е. в этом случае механизм скольжения связан с внутренним трением адсорбированной пленки жидкости и прилегающими к ней граничными слоями жидкости. [c.149]

Второе условие устойчивости паны состоит в том, что поверхностные слои, находящиеся с двух сторон оболочки пузырька, не должны сливаться и вытеснять заключенный между ними. слой жидкости. Следовательно, необходимо, чтобы адгезия полярных групп молекул, из которых построены повер.хностные слои, к заключенной между ними жидкости превосходила когезию вещества, из которого построен пенообразователь. [c.542]

Адгезия (прилипание) — молекулярная связь между поверхностями двух соприкасающихся разнородных твердых или жидких тел (фаз). Адгезия измеряется работой Ар разрыва, или сопротивлением разрыва, на единицу площади контакта при данном виде деформации (отрыв, скалывание). Эту работу относят к единице площади. Адгезионное взаимодействие распространяется между жидкой и твердой фазами в глубь жидкости на расстояние нескольких молекулярных слоев и постепенно уменьшается. В более глубоких слоях начинает появляться когезионное взаимодействие. Когезия (сцепление) характеризует прочность однородных тел — силу сцепления молекул, ионов, атомов вещества в данном теле. Адгезионное взаимодействие между соприкасающимися поверхностями двух разнородных тел может перейти в проявляющееся в объеме однородного тела когезионное, или, образно говоря, разрыв соединяемых тел может произойти не по склеивающему шву, а по самому соединяемому материалу. Когезия определяется величиной работы Ак, необходимой для разделения од- [c.180]

Есть немало экспериментальных данных, подтверждающих наличие переходного слоя на границе раздела полимеров. Так, в смеси каучуков можно определить энергию когезии. Если бы смесь была однофазной, то энергия когезии изменялась с составом смеси по кривой, лежащей выше или ниже аддитивной так же, как изменяется теплота испарения смеси низкомолекулярных жидкостей. В двухфазной смеси взаимодействие полимеров ограничено только поверхностью раздела и в отсутствие переходного слоя интенсивность взаимодействия должна быть малой. При этом можно думать, что энергия когезии меняется аддитивно с составом. Отклонение от аддитивности энергии когезии в смеси полимеров указывает на наличие переходного слоя, в котором осуществляется взаимодействие полимерных макромолекул. Согласно [101—102], энергия когезии в смеси каучуков [c.29]

При разъединении двух жидкостей на образовавшихся поверхностях может находиться адсорбционный слой (рис. VI, 1, в). В этих условиях вместо уравнения (1,11) работа когезии равна [c.163]

Адгезия в значительной степени определяется природой функциональных групп молекул контактирующих веществ. Например, близкие значения работы адгезии к воде имеют соединения с одинаковыми функциональными группами (в двухфазных системах жидкость — жидкость) изовалериановая (94,6 мДж/м ) и гептиловая (94,8 мДж/м ) кислоты, бензол, толуол (66,6 мДж/м ). Это свидетельствует об ориентировании молекул в поверхностном слое при адгезии. На границе раздела фаз в сторону воды обращены гидрофильные группы указанных соединений, и они почти полностью обеспечивают адгезию к воде. Разность между работой адгезии к воде и работой когезии контактирующей с ней жидкости может служить мерой полярности и гидрофильности последней. Например, для неполярных гексана и толуола эта разность соответственно равна [c.86]

Химики, изучающие поверхностные явления, давно поняли, что степень взаимодействия между поверхностью твердого тела и жидкостью — смачивание — зависит от состояния поверхности твердого тела. Стекло, хотя оно и не является твердым телом в строгом смысле слова, ведет себя аналогичным образом. За исключением немногих известных случаев, жидкие фазы, небрежно наносимые на необработанные поверхности стеклянных колонок, образуют неудовлетворительный по хроматографическим свойствам слой действующие в жидкости силы сцепления (силы когезии) обычно превышают силы сцепления (силы адгезии) между жидкостью и поверхностью стекла, в результате чего жидкость ложится на поверхность отдельными участками и каплями (рис. 2.4). Результаты разделений на такой колонке окажутся совершенно неудовлетворительными, поскольку в ней не будет выполняться требование равномерности слоя неподвижной жидкой фазы, весьма существенное для получения высокоэффективных разделений. [c.34]

Ясно, что допущение равновесия между испарением и конденсацией для каждого слоя в системе со многими слоями неприемлемо, и поэтому нам необходимо решить два важных вопроса. Во-первых, какова должна быть толщина слоя конденсата к тому моменту, когда свободная поверхность приобретет свойства трехмерной жидкости Так как адгезионные силы вносят свой вклад в когезию адсорбированного пара, действие их проявляется и на расстоянии, большем диаметра молекулы, но оно ослабевает с увеличением расстояния от адсорбента. Во-вторых, можно ли рассматривать конденсированную фазу как нормальную жидкость или она имеет некоторую структуру [c.23]

В применении к границе раздела, образуемой двумя слоями одной и той же жидкости, это уравнение принимает простой вид и выражает величину удельной максимальной работы когезии [c.278]

В большинстве случаев пластификаторы представляют собой низкомолекулярные, высококипящие жидкости. Иногда в качестве пластификаторов применяют и твердые кристаллические тела. Пластификаторы снижают температуру стеклования полимера. При взаимодействии с пластификаторами, полимеры вначале поглощают их, увеличиваясь в объеме и весе, т. е. набухают. При набухании происходит образование мономолекулярного слоя растворителя вокруг цепи полимера и ослабляется связь между звеньями и молекулами полимера. Это нарушение связи, наряду с происходящим экранированием полярных групп, должно значительно уменьшить силы когезии между макромолекулами и звеньями в результате чего происходит снижение температуры стеклования полимера. [c.51]

Весьма существенным является вопрос о природе липкости. Ряд важных выводов о характере сил, обусловливающих липкость, можно сделать уже при анализе явлений отрыва диска от слоя жидкости при использовании одного из упомянутых выше приборов. Прежде всего наблюдается движение жидкости, окружающей отодвигаемый диск, к центру. Затем между диском и пластинкой образуется столбик из жидкости. По мере удаления диска столбик становится все длиннее и тоньше, превращаясь в некоторых случаях в тонкую нить. Наконец, наступает разрыв нити. Поскольку поверхности диска и пластинки после разрыва покрыты жидкостью, ясно, что при отрыве диска от жидкости работа против сил адгезии не производится. Разрыв происходит лишь тогда, когда нить становится очень тонкой это показывает, что и работа против когезионных сил при разлипании ничтожна. Следующий важный вывод, который можно сделать, наблюдая отрыв диска от слоя жидкости, заключается в том, что после разлипания образуются две поверхности жидкости общей площадью см . Работа когезии, как известно, равна удвоенному поверхностному натяжению жидкости. Поскольку поверхностное натяжение всех жидкостей невелико, можно сделать вывод, что работа образования см поверхности весьма незначительна по сравнению с работой, затраченной на отрыв диска от слоя вязкой жидкости. Следовательно, адгезия, когезия и поверхностное натяжение не могут объяснить явлений липкости. [c.203]

Согласно уравнению (3.2.5), адгезия не может быть больше когезии жидкости Причина утюмяну-той ошибки — перенос понятий (адгезия, когезия, краевой угол, натяжение), относящихся к макроскопическим фазам, на тонкие слои вещества, в которые превращается неограниченно растекающаяся жидкость. Указанное соотношение обычно и выводится из условия неограниченного растекания жидкости по субстрату. Средняя толщина тонких слоев жидкости может при этом стать соизмеримой с молекулярными размерами, а состояние слоя — близким к состоянию двухмерного газа. Слой жидкости на субстрате перестанет существовать как конденсированная фаза, а поэтому утрачивают смысл и понятия, относящиеся к жидкой фазе. [c.562]

Эдсер 2 разработал теорию внутренней когезии и поверхностного натяжения жидкостей, основанную на предположении, что моЛекулы можно рассматривать как частицы, занимающие сферические объёмы,— нг потому, что они сами шарообразны, а потому, что на протяжении значительного промежутка времени каждая мэлекула в процессе теплового движения захватывает пространство бJлee или менее сферической формы. Он приходит к заключению, что около 94% свободной энергии поверхности приходится на наружный мономолекулярный слой. По характеру предположения, лежащего в основе его исследования, этот результат является, вероятно, лишь приближённым. Всё же можно не сомневаться в том, что переходный слой жидкость — пар в своей подавляющей части приходится на долю крайнего поверхностного слоя молекул. [c.17]

При воздействии ультразвука в жидкости, зополнившей микрощели твердого тела, возникает кавитация, последствия которой (ударные волны, возникающие при захлопывании кавитационных полостей интенсивные колебания незахлопывающнхся пузырьков, знакопеременные давления среды и др.) совместно с расклинивающим действием тонких слоев жидкости приводят к разрушению твердого тела. Подтверждения такого механизма процесса диспергирования твердых материалов содержатся в работе [3]. Образцы слюды помещали в сосуд с дистиллированной водой, на дне которого находился магнитострикционный излучатель, работающий на частоте 22 кгц с интенсивностью 6 вт1см . При включении излучателя между слоями слюды отчетливо наблюдали характерные кавитационные явления, в результате которых слюда начинала распадаться на отдельные лепестки. Многократно повторенные опыты во всех случаях давали, одни и те же результаты разрушение образцов слюды происходило вдоль ее слоев. Во второй серии опытов обработке подвергали специально приготовленные образцы, состоящие из двух соединенных между собой (по неровной поверхности) одинаковых по размеру и материалу монолитных пленок. Материал и процесс изготовления двухслойных образцов подбирали так, чтобы прочность пленок (когезия) была меньше прочности их соединения с образцами (адгезии), а между слоями возникали тонкие слои воды. Можно было предположить, что прн воздействии ультразвука в первую очередь разрушаются сами пленки, а не места их соединений. Однако, как показали опыты, во всех случаях разрушение происходило по линии соединения пленок, куда проникала вода, и возникающая кавитация способствовала расклинивающему действию. [c.116]

Реология эмульсий изучена значительно меньше, чем реология коллоидных дисперсий, главным образом потому, что эмульсии являются системами намного более трудными для исследования. Дисперсную фазу составляет способная к деформации жидкость, а эмульгирующий агент создает третью фазу в форме слоя, адсорбированного вокруг капель, который видоизменяет силы когезии между каплями, а также силы между каплями и непрерывной фазой. Если при сдвиге капли лишь слегка искривлены, деформацию можно вычислить (Тэйлор, 1934) из выражения [c.262]

Мономолекулярная природа поверхностных пленок. Поверхностное давление [1—4]. Нерастворимое и нелетучее вещество, помещенное в небольшом количестве на поверхность жидкости с большим поверхностным натяжением (например воды), может оставаться в виде нерастекающейся капли, либо растекаться по поверхности. Необходимое и достаточное условие растекания вещества — более сильное притяжение его молекул к растворителю (воде), чем друг к другу. Иными словами, работа адгезии между веш,еством и жидкостью в этом случае превышает работу когезии самого вещества. Если это условие соблюдено, то молекулы растекающегося вещества стремятся прийти в непосредственное соприкосновение с жидкостью, обычно называемой подкладкой . Если позволяет площадь подкладки, растекающаяся жидкость образует мономолекулярный слой. Особое состояние вещества в этих пленках представляет большой интерес. [c.51]

Рассматривая межфазное натяжение различных жидкостей,, можно прийти к заключению, что оно связано с химическим строением контактирующих жидкостей, а через него и с их растворимостью. Если привести в соприкосновение друг с другом две чистые жидкости, то ал + ав>с1Ав, т. е. свободная энергия системы в процессе взаимного насыщения уменьшается. Величина уменьшения является мерой производимой химической работы и непосредственно связана с природой обеих жидкостей. В этом случае работа когезии Лк представляет собой работу, которую необходимо затратить против сил сцепления жидкости для превращения в пленку участка с площадью поперечного сечения, равной единице, Работа адгезии Аа определится как работа, которую необхо димо затратить для превращения в пленку сложного слоя, состоящего в месте контакта как из одной, так и из другой жидкости Иначе говоря, Ла есть уменьшение свободной энергии при контакте двух жидкостей [c.76]

При исследовании прочности межфазных адсорбционных слоев полимеров на границе водный раствор/углеводород нами было обнаружено новое свойство этих слоев, заключающееся в повышении прочности слоя на границе с углеводородом по сравнению с прочностью слоя на границе с воздухом. Для низкомолекулярных же ПАВ органическая жидкость (масло) сильно ослабляет когезию между углеводородными частями молекул в адсорбционном слое [156, 157], что вызывает обратное явление. Повышенное на 2—3 порядка значение прочности на границе с углеводородом можно рассматривать как результат более полной развернутости макромолекул полимеров и образования большего числа межмолекулярных связей. Известно [130, 131, 158, 159], что энтропия поверхностной денатурации, гибкость, поверхностная вязкость и скачок потенциала (поверхностный дипольный момент) на границе с маслом на порядок больше, чем на границе с воздухом. Эти данные являются дополнительными доказательствами соответствующих раз- [c.214]

Особенность фторуглеводородных ПАВ — соединений с фторуглеродными и углеводородными радикалами — высокая поверхностная активность в неполярных органич. жидкостях с низкой поверхностной энергией. Производные амидов перфторкарбоновых к-т, к примеру, снижают поверхностное натяжение с 28—32 до 12—26 эрг-см . На межфазных поверхностях водный р-р — углеводородная жидкость фторзамещенные ПАВ также проявляют исключительно высокую активность. Адсорбционный слой перфторированных ПАВ на твердой поверхности, ориентированный фторуглеродными радикалами наружу, снижает критическое поверхностное натяжение смачивания (определение см. в ст. Когезия) до значений меньших, чем поверхностное натяжение углеводородных жидкостей. Это значит, что такая поверхность становится не только гидрофобной, но и олеофобной, т. е. не смачиваемой маслами и др. жидкими углеводородами. Фторуглеродные цепи, вследствие высокой энергии межатомной (внутримолекулярной) связи, химически инертны и термостойки они не разлагаются при темп-рах выше 400 °С. Поэтому термостойкость фторуглеродных ПАВ определяется полярной группой. Фторуглеродные сульфонаты, напр., устойчивы почти до 350 С, а карбоновые к-ты и их соли — до 175—250 °С. [c.337]

Следует отметить, что истинная природа и размер кристаллитов в барьерных слоях селективных мембран определены еще недостаточно. В дальнейшем (см. гл. 7) будет показано, что кристалличность в этих слоях максимально уменьшена и что присутствие кристаллитов прежде всего обусловливает уменьшение области, доступной для проникновения газов и жидкостей, и ограничение набухания аморфной массы, в которую они внедрены. В последнем случае кристаллиты являются эффективными поперечными связями. Кристалличность играет важную роль, когда речь идет о механических свойствах. Уменьшенные межмолекулярные расстояния, характерные для кристаллитов, приводят к увеличению когезии между молекулами и повышению таких характеристик, как прочность, предел прочности при растяжении и Гс. В самом деле, в отсутствие кристаллитов полиолефины при комнатной температуре имели бы каучукоподобные свойства. Присутствие кристаллитов в полиолефниах и полифторуглеводородах способствует развитию пор в технологических процессах растяжения и отжига, применяемых при производстве мембран Келгард [11] и Гоур-Текс [12] (см. гл. 8). [c.113]

В главе VI будет показано, что необходимым и достаточным условием растекания вещества явЛяется более сильное притяжение его молекул к воде, чем друг к другу. Количественно это условие заключается в том, что работа адгезии между веществом и водой должна превышать работу когезии самого вещества. Если это энергетическое условие растекания соблюдено, то молекулы растекающегося вещества в наибольшем возможном числе стремятся притти в непосредственное соприкосновение с подлежащей жидкостью (часто называемой субстратомили подкладкой ) и образуют поверхностную плёнку толщиной в одну молекулу. Если это позволяет площадь поверхности, всё нанесённое вещество растекается в такой мономолекулярный слой. Если же площадь порерхности недостаточна для растекания всей нанесённой массы в мономолекулярный слой, то после растекания большая часть поверхности оказывается покрытой мономолекулярным слоем, а избыток нанесённого вещества собирается в капли видимых размеров и неизмеримо большей толщины . [c.31]

Мономолекулярные плёнки могут существовать в различных видах, соответствующих в двухмерном пространстве поверхностного слоя трём агрегатным состояниям вещества в объёме — твёрдому, жидкому и газообразному. Основным фактором, определяющим устойчивость плёнки, является прочность закрепления молекул на поверхности, т. е. величина силы их притяжения, нормального к поверхности. Основными же факторами, определяющими агрегатное состояние плёнки, являются величина и распределение когезионных сил, действующих между молекулами тангенциально к поверхности. При слабом нормальном притяжении молекул плёнки к жидкой подкладке они нагромождаются друг на друга даже при слабом танге.чциальном сдавливающем усилии, и плёнка не образуется вовсе. Если же притяжение к подкладке велико, а тангенциальная когезия мала, молекулы плёнки движутся по поверхности независимо друг от друга, участвуя в пo тyпiтeльнoм движении ыолекул подлежащей жидкости. Такая плёнка напоминает газ или разбавленный раствор и носит название газообразной или парообразной . Если тангенциальная когезия велика, молекулы слипаются в крупные конденсированные острова , в которых поступательное тепловое движение молекул по поверхности затруднено. Отдельные молекулы могут вылетать за пределы этих островов, заполняя остальную часть поверхности разрежённой парообразной плёнкой. Это стремление вылетать в область разрежённой плёнки аналогично испарению трёхмерного твёрдого тела или жидкости и обусловливает определённое давление, аналогичное давлению насыщенного пара. Давление газообразной плёнки нередко настолько значительно, что поддаётся измерению. [c.32]

Основные типы плёнок. Лэнг. пор установил существование на границе воздух — жидкость, во-первых, одного типа сплошной плёнки — для нерастворимых соединений и, во-вторых, газообразных плёнок с адсорбированными слоями растворимых веществ. В настоящее Еремя известно, что алифатические соединения с длинной цепью дают ряд различт ых типов нерастворимых плёнок. Целесообразнее всего классифицировать их по величине тангенциальной когезии между молекулами плёнки. Эти типы следующие [c.60]

Представление о хаотическом колебательном движении углеводородных цепей в жидко-растянутых плёнках можно, повидимому, считать единственным правильным взглядом не только по причине количественного соответствия между лэнгмюровской теорией двусторонних плёнок и поведением слоя масла, отделённого от воды плёнкой вещества, содержащего гидрофильные группы. Адам (у, /) пытался увязать свойства этих плёнок с различными статическими структурами, включая структуру из цепей, свитых в Еинтообразные спирали с вертикальными осями, но оказалось, что ни одна из таких структур не соответствует данным многочисленных измерений с различными соединениями. На первый взгляд остаётся непонятным, почему после разрушения упорядоченной структуры цепей в конденсированной плёнке в результате усилившегося теплового движения не происходит разделения молекул, и плёнка не становится газообразной. Это затруднение, одрГако, устраняется, если принять взгляд Лэнгмюра, согласно которому углеводородный слой плёнки рассматривается как жидкость, обладающая такими же свойствами, как и соответствующее углеводородное масло в объёме. Хорошо известно, что когезия в жидкостях не многим меньше, чем в твёрдых телах, так что можно ожидать весьма значительной боковой когезии между соприкасающимися длинными цепями даже после того, как их упорядоченная структура нарушена. Углеводородную часть мономолекулярной жидко-растянутой плёнки можно рассматривать как слой, обладающий тангенциальной когезией, равной когезии в жидком слое масла такой же толщины, причём эта когезия и препятствует неограниченному расширению плёнки. [c.94]

В отличие от ионных кристаллов [389] и низкомолекулярных жидкостей [390-392] для высокомолекулярных соединений характерны заметные различия в свойствах объема, граничного и переходного слоев, когда аномалии вязкости наблюдали на расстоянии до 500 мкм от твердой поверхности [393]. Развитие инструментальной техники позволяет выявить ряд более тонких деталей. Например, в случае жидких полидиметилсилоксанов с вязкостью (0,05-г"20,0)-м /с и узким молекулярно-массовым распределением, нанесенных на полированную стальную подложку, резкое снижение вязкости наблюдается в слоях, расположенных на расстоянии 0,2-0,3 мкм от твердой поверхности. В слоях толщиной до 1,5-2,0 мкм вязкость на 30-40% превышает объемное значение [394]. Подобные закономерности связывают с жесткостью макромолекул и межмолекулярным взаимодействием между ними, различая не менее трех профилей скоростей течения полимерной жидкости одного состава в зависимости от величины энергии ее когезии [395]. Отсюда ясно, что роль твердого субстрата зависит от молекулярной массы полимера. Коэн и Рейч методом двойного лучепреломления недавно оценили роль этого фактора [396]. Для низкомолекулярного полистирола (М = 800) упорядочивающее влияние стеклянной поверхности простирается не далее 1 мкм, тогда как с ростом молекулярной массы до 10 это расстояние увеличивается не менее, чем на порядок. Исследование аномалий вязкости растворов полимеров, протекающих через пористые среды, позволило показать, что влияние твердой поверхности распространяется на расстояние, меньшее характеристического линейного размера слоя [397]. [c.90]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология