Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Свободная энергия поверхности шероховатости

    Как уже отмечалось в гл. I (см. стр. 9), удельная свободная поверхностная энергия и поверхностное натяжение являются эквивалентными величинами. Таким образом, поверхностные натяжения шероховатой и гладкой твердой поверхностей связаны между собой следующими соотношениями  [c.212]

    Смачивание является самопроизвольным процессом, связанным с уменьшением свободной энергии системы, состоящей из трех соприкасающихся фаз (твердой — подложка, жидкой — лакокрасочный материал, газообразной — воздух). Поскольку твердая поверхность имеет различную шероховатость и химически неоднородна, она смачивается по-разному. [c.31]


    Помимо величины угла смачивания в качестве количественных характеристик процесса смачивания применяют такие параметры, как коэффициент расплывания [28], критическое поверхностное натяжение [24] и работа адгезии [29]. Явление смачивания обусловлено действием дисперсионных сил между поверхностными атомами твердого тела и жидкости. Поверхностное натяжение на границе твердого тела с газом чаще всего больше, чем на границе его с жидкими органическими веществами, поэтому числитель в формуле (3-2) обычно является положительной величиной, так что на абсолютно чистой поверхности любая органическая жидкость проявляла бы стремление к растеканию. Это естественно, так как, за малыми исключениями, свободная энергия поверхности жиД кости меньше, чем у твердого тела, так что покрытие твердой поверхности жидкой пленкой влечет за собой снижение свободной энергии всей системы в целом. При наличии па поверхности микротрещин, небольших неровностей, складок, царапин и т. п. смачивание облегчается, поэтому на шероховатой поверхности тонкие пленки жидкости образуются легче и лучше удерживаются [30]. [c.72]

    При температуре плавления или растворения стандартное отклонение длин складок приближается к 8 А, если значение боковой свободной поверхностной энергии составляет 10 эрг/см (шероховатость поверхности слабо зависит от свободной энергии поверхностей складывания). Увеличение степени переохлаждения сопровождается медленным возрастанием шероховатости. При степени переохлаждения ДГ = 35 °С шероховатость может увеличиться в два раза. На рис.6.18 приведены кривые распределения, характеризующие степень отклонения длины складки от средней величины для нескольких типичных значений удельной боковой поверхностной энергии при температурах, близких к температуре плавления или растворения (ДГ = 3 °С). Стандартные отклонения по мере увеличения величины удельной боковой поверхностной энергии также возрастают и составляют соответственно 3,7 и 8,5 и 18,5 А. Порядок величины этих отклонений в длине [c.204]

    Изменения Ф (отношения свободной энергии одиночной шероховатой ступени к энергии одиночной прямой ступени) в зависимости от ориентации поверхности (угол 6) при различных значениях температуры Г (пропорциональной 1/Р") для ступени [011] на грани (100) [c.439]

    Теперь обратимся к нормальным нагрузкам. Вряд ли можно сомневаться в том, что в этом случае большая часть нагрузки удерживается граничной пленкой и, следовательно, сама пленка находится под некоторым механическим давлением. Ясно, что даже при деформации шероховатой металлической поверхности, недостаточной для образования дополнительной площади контакта металл—металл за счет смещения пленки, последняя все же находится под давлением и несколько сжимается. Увеличение свободной энергии пленки под действием давления [c.357]


    Природа активных центров адсорбции. Всякая твердая поверхность, в том числе зеркальная поверхность кристаллов, с микроскопической точки зрения представляется шероховатой, неровности которой превышают молекулярные размеры. Так, например, блестяща я поверхность кристаллов меди и серебра имеет выступы порядка 10 , 10 м, тонко полированные зеркала имеют шероховатости в 1,8 10 —3 м. Неровности и трещины, расположенные на гранях, ребрах и углах кристаллов, имеют различную поверхностную свободную энерг ию. [c.154]

    Модификация поверхностных свойств всегда сопровождается изменением поверхностной свободной энергии, независимо от того, увеличивается шероховатость поверхности, ее полярность или гидрофильность. [c.125]

    Другими видами неоднородностей также независимыми прямо от микрогеометрии являются избыточная свободная энергия границ зерен и адсорбция примесей. Эти виды микронеоднородности поверхности приводят к неравномерному распределению тока даже на гладкой первоначальной поверхности и, следовательно, являются первопричиной возникновения шероховатости. [c.191]

    Согласно молекулярно-кинетической теории травление рассматривается как чисто физический процесс. В теории используется представление о простейшей модели кристалла, где атомы являются кубиками, плотная упаковка которых позволяет получить как идеально гладкие грани, так и шероховатые. Оценивается средняя энергия связи частиц на поверхности различных граней и в разных положениях закрепления. Процесс растворения кристалла рассматривается исходя из принципа минимума свободной энергии как процесс создания и движения ступенек. В процессе растворения легче всего отрываются от поверхности наименее закрепленные частицы с наименьшей энергией связи, расположенные на ступеньке. Когда весь атомный ряд (ступенька) растворится, наступает пауза, пока не сорвется крайняя частица следующего ряда (ступеньки), после чего растворение идет вдоль этого ряда и т. д. [c.277]

    Смачивание шероховатых поверхностей представлено на рис. Vn, 1. Неровности шероховатой поверхности (рис. УП1, 1,а,б) приводят к увеличению площади фактического контакта жидкости с твердым телом по сравнению с гладкой поверхностью (рис. vn, 1,0) в Ra раз. Рост площади фактического контакта приводит к пропорциональному увеличению удельной свободной поверхностной энергии шероховатой поверхности по сравнению с гладкой. [c.212]

    Комбинация этих двух факторов — изменения шероховатости и свободной поверхностной энергии поверхности — обусловливает, по-видимому, сложные зависимости адгезии и смачиваемости, наблюдавшиеся в результате прививки полистирола на поверхности полимерных волокон. [c.94]

    Из рис. 32 видно, что атомы твердого вещества, расположенные глубже от поверхности, являются уравновешенными и не имеют свободного силового поля в отличие от атомов, находящихся на периферии и особенно на выступах шероховатой поверхности катализатора. Активные центры могут быть расположены на различных расстояниях по поверхности, причем центры, находящиеся на оптимальных расстояниях, обладают наибольшей адсорбционной способностью (т. е. они требуют минимальной энергии активации). При адсорбции вслед за этими участками поверхности будут включаться другие, менее активные участки, но адсорбция будет протекать при этом уже с меньшей интенсивностью. [c.105]

    При втором критическом угле (полное отражение поперечной волны около 58° в пластмассе на сталп, т. е. когда в стали исчезают не только продольные волны, но и поперечные) от падающей продольной волны отщепляется поверхностная волна или так называемая волна Рэлея (рис. 2.17,6). Ее скорость распространения вдоль границы несколько меньше, чем у поперечной волны (см. ниже). Она непрерывно излучает энергию в примыкающую жидкую среду. При помощи искусственного приема можно не допустить ее быстрого затухания нужно удалить жидкую среду сразу за падающим звуковым пучком. На свободной поверхности в таком слз чае волны Рэлея могут распространяться на большое расстояние и затухают только под влиянием шероховатости поверхности, ослабления в материале и расширения пучка. Оба вида волн на поверхности раздела [c.50]

    На растекание в значительной степени влияет микрорельеф поверхности. Поскольку коэффициент шероховатости К убыль свободной поверхностной энергии в процессе растекания [c.108]

    При абсолютном нуле температуры поверхностная энергия при плотной упаковке равна 3<р/2а2. При повешении температуры шероховатость поверхности возрастает, и это вызывает увеличение свободной поверхностной энергии. [c.162]

    В рассматриваемой области давлений в непосредственной близости от нагретого объекта газ принимает температуру объекта таким образом, устанавливается градиент температуры, в направлении которого происходит передача тепла. При соответствующем понижении давления средняя длина свободного пути достигает величины размеров сосуда, содержащего газ. Молекулы, ударяясь о нагретый объект, могут достигать стенок сосуда без столкновений с другими молекулами, и, таким образом, передача тепла происходит без установления градиента температуры. Этот процесс менее эффективен, чем ранее описанные процессы передачи тепла, и, следовательно, теплопроводность при очень низких давлениях падает. Теплопроводность в этой области пропорциональна давлению и разности температур между нагретым объектом и охлажденными стенками сосуда. Кроме того,, теплопроводность зависит от формы и природы поверхности. Это происходит потому, что молекула не приходит в тепловое равновесие с поверхностью при единичном столкновении после отражения молекулы имеют энергию, эквивалентную промежуточной температуре между ее начальной температурой и температурой поверхности. Так, грубая, шероховатая поверхность, [c.18]


    Из термодинамики необратимых процессов следует [245], что при квазистационарном течении внешняя сила /ж, действующая на единицу объема слоя, равна х = —дР1дх, где Р = Рпв + Рг — свободная энергия системы / пв — свободная поверхностная энергия р1 — другие компоненты свободной энергии, связанные с влиянием силы тяжести и других внешних факторов. Будем учитывать только изменение свободной поверхностной энергии. Тогда движущая сила растекания Да определяется уравнением (IV. 2). В общем случае при полном смачивании шероховатой твердой поверхности Аа = /С (Отг — СГтж) — СГшг- [c.131]

    Учитывая, что величина поверхностной энергии анизотропна, можно указать на две различные тенденции, ведущие к образованию промежуточных состояний [91]. Во-первых, может оказаться энергетически выгодным увеличение поверхности в связи с появлением граней с малой свободной поверхностной энергией. Это означает, что минимумы поверхности и свободной поверхностной энергии реализуются не совместно. Вследствие этого возникает естественная шероховатость , являющаяся совокупностью макроскопических ступеней на поверхности произвольного сечения кристалла плоскостью шлифа [75]. Во-вторых, к уменьшению свободной поверхностной энергии может привести сглаживание случайных или искусственно созданных дефектов ( залечивание ). Оба указанных поверхностных процесса подробно исследованы на каменной соли [91]. [c.32]

    С точки зрения адсорбционной теории адгезии можно предположить, что изменения адгезии и смачиваемости в результате прививки связаны либо с соответствующими изменениями свободной поверхностной энергии, либо с изменениями шероховатости поверхности. [c.92]

    Применение одномерных моделей для построения кривых свободной поверхности воды для многорукавных участков рек еще более усложняет определение коэффициента шероховатости п, который в этом случае интегрально учитывает все возможные виды механических потерь энергии. Это делает практически неприемлемым одномерный подход для определения положения свободной поверхности на [c.174]

    Таким образом, в результате исследования влияния привитой полимеризации стирола на поверхностные свойства капроновых, лавсановых и полипропиленовых волокон установлено, что с увеличением количества привитого полистирола величина адгезии термореактивных смол к волокнам проходит через максимум и минимум. Симбатно изменяется и смачиваемость волокон. Возможно, это вызвано соответствуюпщми изменениями свободной энергии и шероховатости поверхности волокон. [c.94]

    На поверхности неорганических твердых веществ часто встречаются свойственные этим веществам нарушения структуры. Они вызываются присутствием на указанной поверхности иснов, загрязняющих данное вещество. Получить чистую поверхность весьма трудно и считать реальную поверхность гладкой можно в очень редких случаях. Адам (641 показал влияние шероховатости поверхности на величину контактного угла и продемонстрировал, что при передвижении капли по поверхности она имеет по фронту движения значительно больший контактный угол, чем с тыльной части. Он приписал наличие гистерезиса контактного угла вязкостному сопротивлению движению кромки жидкости на твердой поверхности. Поэтому термодинамические соотношения адгезии практически могут быть приложимы только к жидкостям, у которых имеется точное соответствие между чистой работой, затраченной на образование новой поверхности, и приростом свободной энергии, согласно уравнению (74). [c.63]

    Согласно адсорбционной теории адгезии покрытие поверхности даже мономолекулярным слоем какого-либо вещества (что отвечает АР менее 0,1%) приведет к замене свойств поверхности материала свойствами нанесенного вещества. На изменение свойств поверхности волокон, модифицированных прививкой, влияет, вероятно, также то, что в реакцию полимеризации вступают сорбированные молекулы мономера и рост привитой цепи происходит в условиях одностороннего влияния молекулярных сил поверхности (в случае прививки из газовой фазы влиянием окружающей среды на сорбированные молекулы можно пренебречь), причем по мере покрытия новерхности природа ее, а следователь1Ю и влияние на структуру синтезируемого полимера, непрерывно меняется. Соответственно изменяется свободная энергия и, возможно, шероховатость волокна, что проявляется в изменениях адгезии и смачиваемости. [c.608]

    Рчроме того, мы уже вскользь упомянули, что вещества аморфного строения самопроизвольно переходят в крисгалли ческие. Такой. процесс, согласно принципу термодинамики, связан с потерей свободной энергии. Отсюда можно сделать вывод, что поверхность аморфного вещества обладает большей поверхносгкой энергией и более энергично адсорбирует, чем поверхность кристаллическая. Но так как для адсорбции имеет значение строение поверхностного слоя, а не внутренней части твердого тела, то достаточно, обрабатывая поверхность, сделать ее шероховатой. Тогда вместо гладкой поверхности мы получим очень неровную, с массой микроскопических и ультра-.микроскопических остриев поверхность с большой адсорбирующей способностью. [c.176]

    Шероховатость поверхности кристалла, соприкасающегося с расплавом. Исследуя задачу о шероховатости поверхности, подобную той, которую решали Бартон и Кабрера, Джексон [42, 43] рассмотрел и среду, примыкающую к поверхности кристалла. В качестве модели они выбрали плоскую поверхность, соприкасающуюся с собственным паром или расплавом. К этой поверхности поодиночке присоединяются атомы из среды При этом зависимосгь изменения свободной энергии от числа уже занятых мест на поверхности определялась в приближении Брэгга — Вильямса, причем учитывались связи атома лишь с ближайшими соседями. Такой расчет аналогичен расчету свободной энергии смешения в теории идеального раствора (см., например, стр. 174 и 204 в [19]). По расчетам нормированное изменение свободной энергии при присоединении к поверхности одного атома выражается так  [c.379]

Фиг. 7. Изменение свободной энергии Gs NkTa при присоединении Nмолекул к поверхности с N свободными местами в зависимости от степени заполнения (согласно теории шероховатости поверхности [43]). Фиг. 7. <a href="/info/12282">Изменение свободной энергии</a> Gs NkTa при присоединении Nмолекул к поверхности с N <a href="/info/841387">свободными местами</a> в зависимости от <a href="/info/4503">степени заполнения</a> (<a href="/info/1075606">согласно теории</a> шероховатости поверхности [43]).
    Д. Вермильеа [151] обобщил теоретические взгляды на процесс электролитического роста грани кристалла на основе теории дислокаций, количественно рассмотрев различные типичные случаи. При малой поверхностной энергии металла гладкая вначале поверхность должна в ходе электроосаждения металла становиться шероховатой. Если на гладкой поверхности имеются выходы осей винтовых дислокаций и ступени растут по спирали, а средний путь свободного пробега атома на поверхности много больше расстояния между ступенями (между витками спирали), то выделение атома металла может происходить в любой точке новерхности. Адсорбированные атомы при этом должны диффундировать к ступеням роста для вхождения в решетку. Коэффициенты полученной зависимости силы катодного тока от перенапряжения определяются как порядком величины перенапряжения, так и другими факторами (поверхностной энергией, равновесной концентрацией и временем жизни адсорбированного атома на поверхности II пр.) Для металлов с относительно высоким перенапряжением теория дислокаций дает ту же известную из опыта экспоненциальную зависимость тока от потенциала (формулу Тафеля), что и теория замедленного разряда, так как плотность дислокаций является функцией потенциала электрода [151, 152]. Теория предсказывает и возникновение неустойчивого состояния в начале электроосажде-шгя. Это состояние связано с превращением линейных дислокаций в спиральные и должно проявляться в повьшген-ном перенапряжении в первый момент электроосаждения [c.82]

    Учитывая продолжительность процесса растекания жидкости в условиях ограниченного смачивания по шероховатой поверхности, следует с большой осторожностью относиться к экспериментально измеряемым значениям угла смачивания. Во многих случаях этот параметр является не равновесной термодинамической, а, скорее, реологической характеристикой. Справедливость этой позиции подтверждается симбатностью зависимостей вязкости и угла смачивания эпоксиднополиамидных композиций от концентрации наполнителя. Поэтому увеличение адгезионной прочности при уменьшении угла смачивания может быть объяснено не только изменением свободной поверхностной энергии, но и реологическими факторами [29]. Используя угол смачивания в качестве меры полноты межфазного контакта, можно оценить адгезионную прочность, что подтверждается корреляцией этой характеристики с параметром, учитывающим наряду с такими свойствами адгезива, как поверхностное натяжение и вязкость, и величину угла смачивания [29]. [c.77]

    Измеренные химические эквиваленты вещества пассивной пленки (около 0,01 к1см ) соответствуют (фактор шероховатости = 4) одному слою атомов кислорода [г = 0,07 нм (0,7 А)], на котором хемосорбирован один слой молекул кислорода [л = 0,12 нм (1,2 А)] следовательно, адсорбированная пассивная пленка представляет собой, как показано выше, Ог-О (адсорб. на Ре). Значение Фладе-потенциала е (наблюд.) = +0,63 в находится в достаточно хорошем соответствии с вычисленным значением +0,56 в. Это соответствие становится еще более полным, если при вычислении принять во внимание, что адсорбированная НаО в процессе пассивации вытеснена с поверхности металла пассивной пленкой. Эта замена вызывает большее изменение свободной энергии, чем адсорбция воды на самой пассивной пленке [22]. [c.71]

    В работе [233] описан альтернативный метод стандартизации смачивания низкоэнергетических (лиофобных) поверхностей. Суть метода состоит в сравнении свободной энергии адгезии жидкости к исследуемой поверхности с энергией адгезии, измеренной для стандартных поверхностей. Согласно [233], дисперсионная компонента свободной энергии адгезии пропорциональна дисперсионной компоненте свободной энергии адгезии для стандартной неполярной поверхности, а полярная компонента пропорциональна соответственно полярной компоненте для стандартной полярной поверхности. В качестве неполярного и полярного (обладающего постоянным дипольным моментом) стандартов предлагаются плотнейшие монослои мео-гексилдиметилсилана и бис-[3,3,3-трифторпропил]метилсилана соответственно. Предложенный метод может быть использован для оценки шероховатости поверхности, а также для исследования проникновения смачивающей жидкости в привитый слой. [c.231]

    В опытах по адсорбции, когда система доходит до стационарного состояния при р=10 мм рт. ст., заполненной оказывается лишь небольшая доля поверхности. Если принять, что эта концен трация соответствует насыщению всей поверхности, то адсорбиро ванный атом ксенона должен будет иметь площадь поперечного сечения 50 А , что более чем в 3 раза превышает газовокинетическое значение. Разумнее считать, что заполнены только более шероховатые плоскости. Из рассчитанных отношений энергий связи, которые, по-видимому, находятся в хорошем согласии с экспериментальными результатами, полученными методом автоэлектронной эмиссии для плоскостей 111 и 130 , можно найти для теплоты адсорбции ксенона значения 5,4 и 4,5 ккал/моль на плоскостях 100 и 110 соответственно. В условиях кинетических опытов для ксенона, удерживаемого с энергией связи 6 ккал/моль, было обнаружено значительное испарение. Поэтому в ходе опыта р< <5-10 мм рт. ст.) заполнение для плоскостей 110 должно быть менее 10 атомов на 1 см , а для плоскостей 111 — менее 5 10 -. Это согласуется и с прямым наблюдением плоскостей 111 в электронном проекторе — при давлениях, сравнимых с поддерживаемыми в адсорбционных опытах, плоскости 111 заняты при 79° К, но свободны при 85° К. [c.199]

    Секреторная клетка, например клетка печени, использует свой-гладкий ЭР совсем иначе. Как показано на рис. 4.7, белки, вырабатываемые шероховатым ЭР, передаются (через транспортные пузырьки) в систему уплош,енных мешочков, или цистерн,, называемую аппаратом Гольджи. Аппарат Гольджи ориентирован, у него имеются внутренняя, формирующая, сторона и наружная, выделяющая. От этой последней отпочковываются пузырьки, образующие секреторные гранулы. Тем самым функция аппарата Гольджи состоит в хранении, концентрировании и упаковке секреторных белков. Секреторные гранулы остаются в цитоплазме клетки до тех пор, пока ее не стимулируют соответствующие факторы. Тогда гранулы передвигаются к апикальной поверхности, где их мембраны сливаются с плазматической мембраной и выделяют свое содержимое. Этот процесс называется экзоцитозом и требует затраты энергии и присутствия свободных ионов кальция. [c.88]


Смотреть страницы где упоминается термин Свободная энергия поверхности шероховатости: [c.100]    [c.225]    [c.380]    [c.57]    [c.44]    [c.379]    [c.54]    [c.62]   
Физика макромолекул Том 2 (1979) -- [ c.163 , c.204 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Поверхности шероховатые

Поверхность свободная

Поверхность энергия

Свободная поверхность Свободная энергия

Свободная энергия



© 2024 chem21.info Реклама на сайте