Краевой равновесный

Рис. 13.1. Формирование равновесного краевого угла 00 при кон- 2Н такте жидкости с поверхностями плоской щели

Явление смачивания, приводящее к формированию краевого угла между жидкостью и твердой подложкой, лежит в основе механизмов, определяющих равновесие и кинетику влаги в пористых телах. Величина равновесного краевого угла 0о определяется полем поверхностных сил и энергией взаимодействия жидкости с твердой подложкой. Слабое взаимодействие ведет к несмачиванию, сильное —приводит к растеканию жидкости по поверхности, ее полному смачиванию. [c.210]

Весьма существенное влияние на процессы гетерокоагуляции оказывают поверхностные свойства пеков. Обычно чем меньше краевой угол смачивания, тем лучше пек смачивает твердую поверхность. Если молекулы компонентов нефтяного пека взаимодействуют с поверхностью углеродистого материала сильнее, чем между собой, то жидкость растекается по поверхности, или смачивает ее. При неполном смачивании капля образует с поверхностью углерода определенный равновесный угол, называемый краевым углом, или углом смачивания. Если угол 90°, то это положительный угол, или положительное смачивание. [c.69]

До сих пор рассматривались состояния термодинамического или механического равновесия системы мениск — пленка. При движении капель или менисков распределение давлений в переходной зоне и пленке меняется, что приводит к изменению также и поверхности мениска. Если теперь продолжить невозмущенный профиль мениска до пересечения с подложкой, то определенное этим формальным методом значение краевого угла обнаруживает зависимость от скорости V смещения периметра смачивания. Динамические краевые углы 0а начинают отличаться от статических 0о и превышать их при и>10 см/с. Теория динамических краевых углов развита пока только для случая полного смачивания, когда мениск наступает с постоянной скоростью на равновесную смачивающую пленку. Решение удается получить численными методами на основе уравнения (13.1) [564]. Полагая, что условие пологости профиля переходной зоны сохраняется и при течении, из (13.1) можно получить следующее выражение для градиента давления в направлении течения [c.221]

Влияние шероховатости на равновесный краевой угол легко учесть при условии, что размер капли значительно больше средне- го размера выступов и впадин на поверхности. Так как в уравнении Юнга (I. 121) составляющие поверхностного натяжения на грани- це с твердым телом будут в К раз больше, то можно записать [c.75]

В результате решения для равновесного краевого угла получается следующее выражение [c.214]

С ростом радиуса действия поверхностных сил или уменьшением 0 при прочих равных условиях увеличиваются равновесные значения краевого угла, что связано с увеличением площади изотермы (13.6) в области отрицательных значений расклинивающего давления. [c.214]

При неполном смачивании (0о О) можно установить простую функциональную связь между параметром и величиною равновесного краевого угла, образуемого мениском в плоской щели [c.215]

Для капель на твердой подложке могут реализоваться только условия неполного смачивания. Параметр здесь неприменим, и единственной характеристикой смачивания является величина краевого угла. Для капель со сферической поверхностью малого радиуса на величину равновесного краевого угла влияет, кроме того, линейное натяжение периметра смачивания (см. ниже). [c.216]

Формирование равновесных краевых углов требует в ряде случаев значительного времени в связи с замедленным массо-обменом между объемной жидкостью и тонкими смачивающими пленками. Кинетика перехода к состоянию равновесия контролируется при этом вязким сопротивлением пленок и диффузией компонентов водного раствора, равновесная концентрация которых в объемной фазе и тонкой пленке может быть различной. Вследствие этого вначале может быстро устанавливаться механическое равновесие в объеме капли или мениска при отсутствии механического и термодинамического равновесия с жидкостью в пленке. Возможность реализации ряда состоя- [c.220]

Поведение компонентов и состав любой системы определяются равновесными соотношениями при условии, что для наступления равновесия было достаточно времени. Поэтому равновесие — это краевое условие, в котором время не является фактором продолжительности. Однако в большинстве процессов, сопровождающихся переносом тепла и массы, равновесие не достигается. В связи с этим вводится понятие скорости переноса. Уравнение скорости переноса Vn имеет следующий общий вид [c.125]

Как Правило, фпт Ф г Ьг- Однако при определепии равновесного краевого угла обычно принимают [c.74]

Что такое углы натекания и оттекания и как по ним можно найти равновесный краевой угол [c.31]

Угол 0 (рис. 1.8), образуемый поверхностью смачиваемого тела и плоскостью, касательной к поверхности капли в точке, расположенной на линии их соприкосновения, называется краевым углом смачивания. При полном смачивании он острый и приближается к нулю, а при полном несмачивании он тупой и стремится к 180 . В промежуточных ситуациях его значение лежит между О и 180 (0° < 6 < 180 ), т. е. зависит от степени смачивания. По этой причине английский физик Т. Юнг (1773—1829) в 1805 г. предложил использовать его в качестве меры смачивания. При равновесном смачивании угол 0 связан с поверхностными натяжениями жидкости Ода, смачиваемого тела а также поверхностным натяжением, действующим на границе между ними о, . т, уравнением Юнга [c.31]

Величину равновесного краевого угла смачивания 0 можно-выразить как функцию поверхностных натяжений (см. рис. 164, а). Из условий равновесия вытекает, что [c.345]

Угол 0, определяемый из выражения (III.4), является равновесным краевым углом. [c.52]

Поверхности обычно хорошо адсорбируют воздух. Естественно, что адсорбированный воздух замедляет процесс растекания жидкости по твердому телу, так как для вытеснения воздуха с поверхности и установления равновесного краевого угла требуется определенное время. Подобное замедление установления равновесного краевого угла называется гистерезисом смачивания. Во многих случаях равновесное значение краевого угла из-за гистерезиса может и не достигаться вовсе. [c.159]

Явление гистерезиса наглядно проявляется в том, что краевой угол очень часто зависит от условия его образования. А именно, если каплю жидкости прижать к поверхности твердого тела, то краевой угол будет меньше, чем в том случае, если каплю осторожно нанести на поверхность. В капиллярах с неполностью смачиваемыми стенками вследствие гистерезиса жидкость поднимается на различную высоту в зависимости от того, поднимается ли жидкость свободно по капилляру, или же сначала заполняют капилляр и затем дают стечь жидкости до достижения равновесного положения. [c.159]

Для описания свойств двумерного зародыша вводят понятие краевого натяжения р, которое является двумерным аналогом поверхностной работы для трехмерных тел. Краевое натяжение характеризует равновесную работу увеличения периметра зародыша на единицу. Формула Томпсона для двумерного зародыша радиуса г имеет вид [c.316]

Экспериментальные исследования динамических краевых углов для воды на поверхности кварца показали, что значения Bd начинали превосходить равновесные значения Вож10° при v lQ- см/с, достигая 75—80° при и>0,1 см/с [565]. Эти данные качественно согласуются с теоретическими, но расходятся [c.222]

Остановимся на описании тестовых расчетов. По изложенной методике были проведены численные расчеты для источниковой функции g(T)-aQ(T-/ ХГ-ГзХГ-Т ), До <0- Выбирались значения температуры на концах нити =7j, Тогда краевые равновесные состояния суть (7i,0),(Гз,0) - седла, внутреннее (Г2,0) является неустойчивым узлом при W >, неустойчивым фокусом при [c.64]

Равновесные краевые углы, рассчитанные на основе баланса сил, действующих по периметру смачивания, определяются уравнением Юнга (1.13). Если поверхностное натяженне на границе твердое тело— газ сГг-г больше, чем поверхностное натяжение на границе твердое тело — жидкость ат-м<, то краевой угол 0р < 90°, поверхность твердого тела является лиофильной (при смачивании водой — гидрофильной), К материалам с гидрофильной поверхностью относятся, например, кварц, стекло, оксиды металлов. Жидкость не смачивает поверхность, если Стт-г < огт-ж н Эр > 90°. В этом случае поверхность является лио-фобной (гидрофобной). К материалам с гидрофобной поверхностью относятся металлы, у которых поверхность не окислена, большинство полимеров, а также все органические соединения, обладающие иизко11 диэлектрической проницаемостью. [c.21]

Обычно смачивание как специфическое взаимодействие между жидким и твердым телами оценивают по величине контактного (неравновесного) или краевого (равновесного) угла ti. Часто контактное взаимодействие жидкого вещества с твердым, в результате которого90 называют смачиванием, а при 180 1з> 90° — несмачиванием. [c.47]

Действием сил поверхностного натяжения объясняется смачивание жидкостью поверхности твердого тела, сопровождающееся адгезией. На рис. 8 показан пример взаимодействия трехфазной системы вода — воздух — твердое тело (минерал). При образовании равновесного краевого угла а все три силы поверхностного натяжения, действующие на границах раздела каждой фазы друг с другом и обозначенные соответствующими векторами, должны уравновешивать друг друга [c.24]

Раньше считалось, что гистерезис краевого угла вызван только неровностями поверхности или ее химической неоднородностью— наличием участков с разными равновесными краевыми углами. Рассмотрение механической устойчивости переходной зоны показало, что гистерезис возможен и на гладкой однородной поверхности. При этом значения 0л и 0 могут быть также определены на основании изотерм расклинивающего давления П(/г)[556]. Для изотерм типа I на рис. 13.3 значения 0д лежат между 0о и 90°, а значения 0/ близки к О, так как краевой угол образуется с метастабильноп -пленкой, формирующейся за отступающим мениском. [c.221]

Если твердая поверхность достаточно однородна и npaKTH4e t n не имеет шероховатостей, экспериментально измеряемые статические углы 0НТ близки к равновесным краевым углам 0р. Поэтому в соответствии с уравнениями (1.14) и (1.56) имеем [c.26]

Гудерлей и Хантш в работе [3] изучали вариационную задачу об оптимальном сопле Лаваля в плоском и осесимметричном случаях для равновесных изэнтропических течений реального газа. Решение было сведено к краевой задаче для дифференциальных уравнений, аналогичных уравнениям (2.15), (2.28)-(2.30) при С = О- [c.74]

Полу 1ено изображение капли нефтепродукта на волокнах сорбента с измеренными краевыми углами (рис. 4.10), результаты измерения краевых углов приведены в табл. 4.6. Ввиду наличия значительного разброса в величинах краевых углов для одного и того же нефтепродукта для вычисления работы адгезии использовали значение равновесного краевого угла, вычисленного как математическое ожидание случайной величины краевого угла 0. Формула для расчета математического ожидания - первого статистического момента распределения плотностей вероятностей — взята из [87] [c.143]

Исследование равновесных значений краевых углов ряда жидкостей с известными величинами поверхностного натяжения на поверхности твердых тел, имеющих как высокую, так и низкую поверхностную энергию, были выполнены Циеманном с сотр. [3, 4]. Твердые вещества с высокой температурой плавления обычно обладают высокой свободной удельной поверхностной энергией (0,5— 5,0 Дж/м ), в то время как у мягких органических веществ с низкой температурой плавления свободная удельная поверхностная энергия [c.81]

Правило Антонова [1]. Если одна из жидкостей растекается по другой, то вначале процесс протекает достаточно быстро, так что толщина растекающегося слоя немного превышает толщину равновесного слоя. Если же растекание происходит медленно, так что обе жидкости успевают взаимно насытиться, то по мере того, как поверхность нижней жидкости В покрывается поверхностной пленкой жидкости Л и ее поверхностное натяжение уменьшается, коэффициент растекания также постепенно уменьшается. Пока коэффициент растекания положителен и сумма Оа + Оав меньше сгв, краевой угол остается равным нулю. Растекание прекращается, когда сгв = ста+сГав. В этот момент краевой угол остается все еще равным нулю. Однако при всяком дальнейшем уменьшении поверхностного натяжения нижней жидкости краевой угол должен принять отличное от нуля значение. [c.75]

Если свободная поверхностная энергия на границе твердое тело — газ имеет большее значение, чем на границе твердое тело— жидкость, то твердое тело будет смачиваться этой жидкостью. Тогда равновесный угол 0 будет меньше 90°, т. е. краевой угол будет острый, а os0 будет >0 (рис. 55,/). При 0 = 0 и os О = +1 будет происходить полное смачивание. [c.136]

Как известно, степень заполнения подложки ОН-группами проявляется в той или иной степени гидрофильности поверхностн образца. Химический контроль степени гидроксилирования по-верхности пластин кремния или кварца ввиду ее малой величины весьма затруднителен, поэтому ее определяют по изменению краевого угла смачивания поверхности жидкой водой, Равновесный краевой угол представляет одну из важнейших характеристик смачивания. Величина этого угла может бьт, оценена исходя из известного положения термодинамики о том, что в состоянии равновесия свободная энергия системы минимальна, Энергетическими характеристиками поверхности твердого тела в контакте с жидкостью являются удельная свободная поверхностная энергия н поверхностное натяжение а. Для определения условия равновесия фаз при смачивании рассчитьь вают работу, связанную с изменением площадей контакта. Зависимость равновесного краевого угла 0о от поверхностного натяжения на границе раздела трех фаз твердой подложки, жидкой капли и окружающей их газовой атмосферы, выражается уравнением [c.79]

С.чодиое уравнение для равновесного краевого угла смачива-И1 я можно получить на основе представлений о работе адгезии и когезии. Работа адгезии характеризует взаимодействие [c.79]

Иначе говоря, величина равновесного краевого угла определяется соотношением сил притяжения молекул жидкости к поверхностн твердого тела и сил взаимного притяжения молекул жидкости. Из уравнения- (3.3) следует, что если работа адгезии [c.79]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология