Краевой по форме капли

Характеристикой смачивающих свойств жидкости, как известно, является краевой угол (угол смачивания) ф, который определяют экспериментально как угол между плоскостью твердого тела и касательной к кривой, образующей форму капли. При полном смачивании краевой угол равен нулю, при полном несмачивании— 180°. В условиях равновесия краевой угол определяется формулой [c.65]

На форму капли оказывают влияние не только поверхностные, нон гравитационные силы. При большой разности плотностей смачивающих жидкостей форма капли под воздействием выталкивающей силы сильно отличается от сферической. В этом случае краевой угол не может служить объективным показателем смачивания. Однако влияние выталкивающей силы велико только для капель большого размера. Для капель радиусом 0,39—0,60 мм краевой угол смачивания даже на воздухе, где разность плотностей гораздо больше, чем в условиях избирательного смачивания, практически не зависит от размера капель [64]. В результате теоретических и экспериментальных исследований кинетики растекания капли найдено [208], что влиянием гравитационной силы можно пренебречь, если линейный размер капли [c.166]

Форма капли жидкости на твердой поверхности, а следовательно, и величина краевого угла смачивания [c.189]

Or И (Тжг рассматриваться как реальные силы, действующие на периметр смачивания. Более строго эта количественная связь между равновесной величиной краевого угла и значениями удельных свобод-ных поверхностных энергий границ раздела фаз может быть получена при рассмотрении зависимости свободной энергии системы от формы капли постоянного объема. В условиях невесомости капля жидкости объемом V на плоской поверхности твердого тела представляет собой шаровой сегмент с высотой Н, радиусом кривизны г и радиусом окружности трехфазного контакта (периметра смачивания) rj (рис. [c.95]

Расчет краевого угла по форме капли. Помимо непосредственного измерения краевого угла можно определить его значение по основным размерам прилипшей капли по высоте /г и радиусу или диаметру площади контакта капли с поверхностью Гк (рис. 11,4). Зная эти размеры, рассчитывают угол по следующим формулам [c.54]

Угол 0 между поверхностью капли и поверхностью твердого тела, измеряемый со стороны жидкости, носит название краевого угла или угла смачивания. Форма капли в состоянии равновесия соответствует минимуму энергии Гельмгольца (или Гиббса) системы. При этом [c.197]

Форма капли определяется величиной краевого угла 0, который можно определить экспериментально. Величина этого угла зависит от сил поверхностного натяжения [c.51]

На процесс переноса краски оказывает влияние не только смачивание офсетной формы, но и смачивание поверхности валика. Когда краевой угол капли воды по отношению к резиновой поверхности валика составляет 84°, перенос краски затруднен . При увеличении краевого угла до 110° перенос краски происходит эффективно. [c.355]

Зная величины h, Гмакс, 2 и сс, которые определяют форму капли, можно но уравнению (111,4) рассчитать краевой тол. [c.76]

Форма капли, лежащей на горизонтальной поверхности, может быть определена, исходя из принципа минимума энергии, но на основе других предположений, чем ранее рассмотренные 2 . Помимо гравитационной и поверхностной энергий была учтена еще и энергия взаимодействия на границе раздела жидкость — твердое тело ° . Исходя из принципа минимума энергии, для низкоэнергетических поверхностей можно получить уравнение, которое связывает размеры капли с краевым углом [c.78]

Аналогичные изменения краевого угла при изменении электрического потенциала поверхности электрода происходят и в тех случаях, когда вместо пузырька газа в контакте с металлом находится капля органической жидкости, а окружающей средой служит раствор электролита, т. е. в условиях избирательного смачивания (рис. III. 11) [171]. Если поляризовать поверхность металла с сидящей на ней каплей масла, форма капли постепенно меняется и при достаточно малых краевых углах капля может оторваться от поверхности электрода (напомним, что при избирательном смачивании краевые углы отсчитываются в сторону более полярной фазы, см. I. 1). При сильной поляризации можно полностью очистить поверхность электрода от жировых загрязнений. Метод очистки металлов путем катодной поляризации в щелочных растворах (так называемое катодное обезжиривание) применяется для подготовки поверхности к электрохимическому нанесению ме- [c.114]

Таким образом, краевой угол зависит от формы капли, которая может быть определена по известным размерам капли и на основе принципа минимума энергии. [c.78]

Основные сведения о растекании жидкостей в инерционном режиме получены при исследовании контакта жидких металлов, шлаков, расплавленных силикатов (эмалей) с тугоплавкими металлами, окислами, карбидами, полупроводниками [183, 192—199, 211 — 213]. Удобный метод экспериментального изучения инерционного (а также кинетического) режима заключается в том, что капля жидкости помещается на горизонтальную пластину далее сверху к вершине капли подводится горизонтально расположенная пластина из изучаемого твердого материала. С помощью профильной киносъемки (сбоку) определяют форму капли в различные моменты времени и размеры смоченной площади на верхней пластине. Такая методика стандартизует начальный момент контакта (краевой угол близок к 180°) вместе с тем, меняя размеры капли. [c.125]

Уже отмечалось, что краевой угол капли воды, нанесенный на твердую поверхность, со временем постепенно уменьшается. Это свидетельствует о том, что при длительном контактировании с водой смачиваемость поверхности, поглощающей воду из капли, возрастает. Длительное намачивание в воде вызывает значительное понижение краевого угла воды на гидрофобных поверхностях (на лакированных и окрашенных, на парафине и др.), гистерезис смачивания при этом полностью не устраняется. Лишь на поверхностях, обладающих исключительно высокой гидрофобностью, не происходит уменьшения краевого угла нанесенной капли воды, которая сохраняет сферическую форму до полного испарения. Такими поверхностями обладают материалы, гидрофобизованные многими кремнийорганическими соединениями. [c.26]

Под смачиванием понимают вытеснение жидкой фазой какой-либо другой фазы из твердого или жидкого тела. Типичным процессом смачивания является удаление воздуха из ткани при помощи воды. Смачивание может быть математически связано с величинами поверхностных натяжений имеющих место на границе раздела фаз, причем сила тяготения, механические или химические силы играют в данном случае лишь подчиненную роль. Юнг еще в 1805 г. вывел уравнение для смачивания, исходя из следующих соображений если представить себе каплю А, лежащей на твердой поверхности S, то поведение капли определяется поверхностными натяжениями а , и a s (рис. 20). Под действием этих сил краевая линия перемещается с одновременным изменением формы капли до тех пор, пока не будет достигнуто равновесное состояние. Если принять, что равновесие достигается при значении величины краевого угла срд (рис. 21), то алгебраическая [c.45]

При соприкосновении поверхности твердого тела с каплей жидкости касательная к поверхности раздела капля воды, воздух в точке пересечения всех трех поверхностей (твердое тело, жидкость, газ) образует угол, форма которого (острый, тупой) зависит от свойств соприкасающихся фаз. Образующийся угол называют краевым углом и обычно обозначают греческой буквой 6. Иначе говоря, краевой угол образуется на твердой поверхно- [c.177]

С уменьшением дисперсности нефти в поровом пространстве замедляется процесс вытеснения. Объясняется это тем, что давление, приходящееся на единицу массы нефти в линзе, с увеличением ее размера уменьшается, так как масса линзы увеличивается при шарообразной форме в кубе, а поверхность в квадрате. Если линза или капля движутся по смоченной водой поверхности и не прилипают к ней, то движению их препятствуют капиллярное давление и механическая прочность адсорбционного слоя. Чем больше скорость движения, меньше поверхностное натяжение и краевой угол смачивания, тем меньше возможность прилипания капель и линз подвижной части нефти к твердой поверхности. [c.90]

Капля жидкости плотностью 2,5 г/см покоится на плоской, полностью не смачиваемой поверхности. На границе зоны контакта угол между каплей и поверхностью равен 0 (напоминаем, что 0 измеряется в жидкой фазе). Высота капли над поверхностью равна 0,45 см, ее экваториальный диаметр составляет 1,50 см, а параметр формы 3=80 (см. табл. 1-1). а) Рассчитайте поверхностное натяжение жидкости. б) Рассчитайте краевой угол 0. [c.41]

Теперь исходную краевую задачу массо- или теплообмена сферической капли при стоксовом или потенциальном обтекании можно записать в следующей единой безразмерной форме [c.283]

Капли имеют форму сферических сегментов, соответствуюш,их краевому углу Ро (см. рисунок, 6). Объем к-ж капли [c.157]

Капли раствора эмульгатора постепенно растекаются, принимая все более плоскую форму (динамический гистерезис) . Время, требующееся для достижения равновесного значения краевого угла, возрастает с увеличением концен- [c.164]

Формы проявления статического гистерезиса. После помещения капли жидкости на поверхность краевой угол изменяется от некоторого начального значения 0а до конечного значения 0д. Такое изменение краевого угла называют гистерезисом краевого угла или гистерезисом смачивания. [c.86]

По достижении равновесной формы капель с помощью проекционного фонаря определяют краевой угол б (сняв колпачок с подставки). Для этого измеряют высоту А и диаметр основания й изображения капли на экране. Для [c.165]

Краевой угол можно также непосредственно определить по форме сидящей капли. Так, если изображенная на рис. УП-4 капля имеет сферическую форму [37, 38], то [c.277]

Ошибки в расчетах краевого угла по форме капель связаны с неточностью определения контура капли кроме того, возможны нерегулярные ошибки, вызванные отклонениями от условий, в которых справедливы расчетные уравнения и таблицы. [c.56]

Вследствие гистерезиса краевой угол между жидкостью и твердым телом редко имеет определенную величину. Обычно он изменяется в пределах между двумя крайними значениями наступающего 6 и отступающего 0о краевых углов в зависимости от того, растекается ли жидкость по сухой поверхности или отступает с предварительно смоченной. Это явление легко наблюдать почти на каждой капле дождя, стекающей по не слишком чистому оконному стеклу. При движении по наклонной поверхности капли как бы задерживаются, теряют свою симметричную форму и образуют снизу значительно больший краевой угол, чем сверху. Вдоль периметра смачивания каплей поверхности краевые углы принимают в зависимости от их положения к направлению движения капли всевозможные значения, лежащие в пределах между максимальным наступающим углом б и минимальным отступающим 6о. Чаще наступающий краевой [c.14]

Если капля сохраняет форму сферического сегмента при растекании, то изменение краевого утла с течением времени может быть определено по формуле [c.134]

Такие металлы, как железо, кобальт, никель, платина и палладий, в чистом виде плохо смачивают поверхность графита. После науглероживания металлов следовало бы ожидать увеличения краевого угла при контакте с графитом, но этого не происходит. Капля сохраняет свою устойчивую форму при длительном контакте, что может быть объяснено изменением геометрии контакта за счет лунки под каплей, а также гистерезисными явлениями, препятствующими росту краевого угла. [c.264]

Одним из наиболее распространенных методов определения дисперсности туманов является микроскопическое измерение капель, осевших на предметные стекла, покрытые диметилдихлорсиланом [157, 164]. Покрытие обеспечивает постоянство краевого угла смачивания капель (отсутствие растекания), причем капли имеют правильную форму плоско- [c.22]

Деттр и Джонсон [47] (см. также работу Гуда [44]) рассмотрели модель поверхности, покрытой синусоидальными бороздками (см. рис. УИ-8), концентрическими с каплей сферической формы (т. е. влияние силы тяжести в данном случае не учитывается). Минимизация свободной поверхностной энергии (которая, согласно уравнению Юнга, определяет локальный краевой угол) приводит к конфигурации капли с кажущимся краевым углом вг, соответствующим уравнению (УП-31). При последовательном изменении формы капли постоянного объема вследствие движения ее фронта через выступы поверхности свободная энергия системы проходит через максимум. Фактическая высота энергетических барьеров при этом довольно мала, но все же наличие этих барьеров позволяет предполагать, что причиной гистерезиса в данной системе является недостаточность макроскопической колебательной энергии капли для их преодоления. Более количественные, но в общем такие же по смыслу аргументы в пользу рассматриваемой модели приводят Бикермзн [39], Шаттлуорс и Бэйли [43] и Шварц и Минор [48]. [c.280]

Один из этих методов предусматривает непосредственное измерение краевого угла по форме капли, находящейся на пластинке Каплю проектируют на экран (рис. 11,1), добиваясь максимальной резкости в изображении контура капли. При измерении краевого угла таким методом необходимо зарисовать по проекции или сфотографировать форму капли. На снимке или на рисунке проекции капли проводят касательную в точке пересечения контура капли с подложкой и измеряют угол наклона этой касательной (см. рис. II, 1). Возможная ошибка измерения краевого угла может составлять 3—5°. Краевой угол очень малых капель измеряют, исходя из предположения, что капля сферична >2о-122 Это несколько повышает точность измерения, хотя и в данном случае она составляет 1—2°. [c.52]

В работе Дерягина и Зорина [4] были обнаружены случаи, когда а-участок изотермы р (h) или П (h) пересекал при конечном значении толщины h = ho ординату pIps = i- или П (h) = 0. Цри переходе а-ветви изотермы П (h) в -ветвь за счет s-образной формы изотермы в некоторой области толщин условие (III.10) должно нарушаться. В результате должна существовать область толнщн, не могущих устойчиво существовать ни при каком давлении окружающих паров. Как следствие такого разрыва непрерывности толщины, капля объемной жидкости должна образовывать со смачивающей или адсорбционной пленкой того же состава конечный краевой угол. Его величина будет зависеть от толщины пленки, а следовательно, от давления окружающего пара или от кривизны поверхности капли, влияющей на расклинивающее давление смачивающей пленки в состоянии равновесия. Рассматривая пленку, смачивающую жидкую фазу, Фрумкин [5] выразил условие неполного смачивания через зависимость натяжения смачивающей пленки от толщины, что, однако, неприменимо для случая твердой подложки. [c.56]

Определение формы капель и их краевого угла по относительным размерам. На низкоэнергетйческих поверхностях (стр. 48) жидкость может находиться в виде капель. Адгезия и смачивание зависят прежде всего от краевого угла и площади контакта капли с поверхностью, которые в свою очередь определяются формой капли. Поэтому определение формы капли приобретает первостепенное значение при рассмотрении ее адгезии [c.75]

Уравнения (П1,1) — (П1,3) не позволяют связать форму капли с краевым углохм. В связи с этим необходимо рассмотреть положение [c.75]

Аналогичное явление изменения краевого угла смачй-вания при изменении потенциала электрода происходит и в том случае, если вместо пузырька газа на поверхность металла нанесена капля масла или другой не смешивающейся с водой органической жидкости (рис. 9). Если поверхность металла с сидящей на ней каплей масла поляризовать, то происходит изменение формы капли, а затем частичный и в конце концов полный отрыв капли от электрода. Процесс изменения формы капли также показан на рис. 9. При сильной поляризации происходит полное очищение электрода от масла благодаря увеличению смачи-ваемостн электрода раствором. Это аналогично известному [c.22]

В случае движения капли по наклонной поверхности П. А. Ребиндер применял термины Краевой угол натекания и оттекания . Для общности изложения с учетом других форм проявления гистерезиса будем называть во всех случаях гистерезисяые краевые углы наступающими и отступающими. [c.91]

Некоторые экспериментальные исследования по влиянию газовой фазы на смачивание угольной пластинки криолито-глиноземным расплавом выполнил в 1952 г. Вайна. Для этой цели он воспользовался известным оптическим методом и получил следующие результаты. Капля расплавленного криолита в атмосфере азота не смачивала угольной пластинки и имела соответственно сфероидальную форму. По мере впускания воздуха в рабочее пространство печи краевой угол капли становился все меньше и кап- [c.311]

Термодинамических доказательств того, что уравнение Юнга представляет собой условие термодинамического равновесия на границе трех фаз, В1ключая несжимаемое твердое тело, не так уж мало (см., например, работу Джонсона [95]). Второй вопрос (попутно решаемый в таких доказательствах)—это вопрос о возможности минимизации полной свободной энергии системы ири краевых углах, отличающихся от краевого угла изолированной трехфазной границы. Этот вопрос чрезвычайно важен при анализе поведения системы с краевым углом в гравитационном поле, когда минимизация полной свободной поверхностной энергии осложняется необходимостью аналитического решения задачи о форме поверхности деформируемой капли. Простейший пример такой системы — бесконечная капля — опять же приводит к уравнению Юнга [92]. Лежа и Полинг [32] опубликовали тревожные ре- [c.286]

Мы упоминали выше о том, что, согласно Иеб-. сен-Марведелю , начало плавления шихты характеризуется образованием ячеистого или сотового типа структуры. Содержание этих ячеек приводится в равновесие с окружающей средой посредством диффузии и резких изменений их формы. В этом процессе, который можно непосредственно наблюдать в шихте, особенно важно поверхностное натяжение на границе этих ячеек в расплаве. Иебсен-Марведель исследовал влияние краевого угла смачивания и, основываясь на многочисленных данных, полученных при использовании микрометода, рассмотрел вопрос о значительной химической неоднородности, которая образуется при растворении огнеупорной футеровки стен печи. Так, обычное стекло изменяется при растворении в нем силиката алюминия, которое вызывает образование полос свилей и узлов, причиняющих много хлопот. Первоначально сферические капли (фиг. 862, а) и полосы, образующиеся в обычном стекле, приобретают цилиндрическую форму [c.859]

Влияние степени очистки на смачивание было исследовано на поверхностях, изготовленных из окиси кремния В этом случае оценку смачивания поверхностей проводили не при помощи краевого угла, а путем измерения площади контакта капли с поверхностью твердого тела или среднего диаметра площади контакта, которая, как правило, имеет форму круга. Результаты смачивания поверхностей Si02, полученных окислением Si, в зависимости от условий обработки следующие (приведены средние значения диаметра площади контакта капли объемом 4-10 л) [c.186]

Рассмотрим двумерный зародыш, т. е. группу расположенных друг возле друга молекул, адсорбированных на заполненном слое грани кристалла. Зародыш обладает краевой свободной эиталь-ппей т] на единицу длины, соответствующей поверхностной свободной энтальпии трехмерного зародыша. Если предположить, что зародыш имеет форму диска, то можно рассчитать следующие величины, которые сравниваются с соответствующими величинами для жидкой сферической капли [c.169]

Удобным показателем способности жидкости смачивать данную поверхность и растекаться по ней является краевойугол, т. е. угол образованный между поверхностью жидкости и твердым телом после достижения равновесия. Для жидкости, которая не смачивает тела краевой угол равен 180°, а при полном смачивании он равен 0°. Между данными двумя крайними случаями смачиваемости имеются промежуточные, и чем меньше краевой угол, тем больше способность жидкости к смачиванию. Обычно измеряются два типа краевого угла один из них измеряется, когда капля, помещенная на поверхность, принимает устойчивую форму, а другой, когда капля спадает с твердого тела. Экспериментальные измерения производятся различными приемами. [c.248]

Важным термодинамическим параметром процесса смачивания, легко поддающимся экспериментальному определению, является краевой угол 0, образуемый между касательной к поверхности жидкости на периметре капли адгезива и плоской поверхностью твердого субстрата (рис. 2,а). С его учетом условие равновесия капли записывается в форме известного уравнения Юд1га [c.9]

Вместе с тем следует иметь в виду, что вследствие влияния вязкости жидкость не образует на поверхности субстрата неизменного в течение всего процесса краевого угла, т. е. 0->-0оо. бладая значительной избыточной поверхностной энергией, капля стремится принять форму, соответствующую минимуму ее свободной энергии в гравитационном поле, что отражается [c.17]

Краевой угол жидкости на пластинке не оказывает никакого влияния на результат при условии, если он не изменяется вдоль периметра и не вызывает значительных отклонений капли илю пузырька от формы фигуры вращения с вертикальной осью, так как расчёты применимы только к таким фигурам. В случае пузырьков под пластинками последние должны быть слегка вогнутыми иначе пузырёк трудно удержать на месте. Для измерений h желательно, пользсваться микроскопом с весьма точным вертикальным перемещением, а также с возможностью горизонтального перемещения для измерения диаметра . Положение полюса легко находится по тени при освещении капли или пузырька сзади. Установка микроскопа на экватор производится следующим образом на конце тубуса микроскопа, рялом с объективом, укрепляется горизонтальная щель, лежащая в одной плоскости с осью микроскопа щель освещается со стороны - наблюдателя микроскоп перемещается вверх и вниз до тех пор, пока отражение щели от передней поверхности капли или пузырька не совместится с горизонтальной нитью окуляра. [c.488]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология