Энергия межфазной

Поверхность раздела между двумя жидкостями обычно обладает положительной свободной энергией. Межфазное поверхностное натяжение на границе раздела двух жидкостей также положительно. Условием полной смешиваемости жидкостей является выполнение требования, чтобы межфазное натяжение было отрицательным или равным нулю. В таком случае молекулярные силы не будут препятствовать смешению жидкостей, так как каждая из них притягивает молекулы другой с такой же или с большей силой, чем сила, с которой каждая жидкость притягивает свои собственные поверхностные молекулы. В этом случае молекулы свободно перемещаются из одной жидкости в другую. На поверхности раздела жидкость — жидкость молекулы ориентируются таким образом, чтобы энергия их взаимодействия была максимальной [210]. [c.192]

Пренебрегая здесь членами, учитывающими работу массовых сил, диссипацию работы вязких сил в теплоту, влияние внешних источников тепла, влияние градиентов давления и диссипацию механической энергии межфазных потоков массы в теплоту, запишем уравнения баланса массы и энергии для двухфазной многокомпонентной дисперсной смеси в виде [c.66]

Процессы адгезии играют значительную роль в технологии получения текстильных и композиционных материалов, битуминозных материалов для дорожного строительства, новых клеев и т.д. Существующие термодинамические теории адгезии основаны на результатах исследований энергии межфазного поверхностного натяжения, краевых углов на границе субстрат - адгезив , а также смачивания и растекания адгезива на межфазных границах с учетом вязкости и различного вклада межмолекулярных сил [1-3]. При этом недостаточно учитывается структура молекулярных растворов полимеров и их отклонения от идеальных. [c.111]

В лиофобных системах энергии связи внутри дисперсной фазы значительно больше, чем энергии межфазного взаимодействия. Разность между ними не компенсируется энтропийным фактором, поэтому для них [c.67]

При /I оо тонкий слой ведет себя как бесконечная фаза того же самого вещества. При этом удельная свободная поверхностная энергия системы 0оо не зависит от толщины и представляет собой сумму удельных свободных поверхностных энергий межфазных границ слой/газообразная фаза, 01,0, и слой/подложка, [c.164]

Рис. 3. Изменение плотности энергии межфазном поверхностном слое.

Лиофобные коллоиды, наоборот, характеризуются энергией связи внутри дисперсной фазы (й с), значительно большей, чем энергия межфазного взаимодействия (И а). и эта разность не компенсируется энтропийным фактором для них [c.238]

При заметной взаимной растворимости компонентов избыточная энергия межфазной поверхности о уменьшается. Это уменьшение связано, во-первых, с тем, что на межфазной поверхности часть связей тина А—В зз меняется на связи А—к и — В, во-вторых, с тем, что [c.84]

При заметной взаимной растворимости компонентов избыточная энергия межфазной поверхности а уменьшается. Это уменьшение связано, во-первых, с тем, что на межфазной поверхности часть связей типа А — В заменяется на связи А—А и В — В, во-вторых, с тем, что в объемах фаз доля связей А—В увеличивается (рис. П1-3, б). При этом плотность энергии в поверхностном слое уменьшается, а в объеме может увеличиваться. В итоге избыток этой плотности, т. е. поверхностная энергия <т, падает. [c.103]

Возникающая при этом напряженность межмолекулярных сил на границе раздела фаз определяет потенциальную энергию межфазной поверхности, называемую поверхностной энергией [c.19]

Высокие величины энергии межфазной фаницы благоприятствуют коалесценции частиц эмульсии, т. е. способствуют ее разрушению, и тем ускоряют разделение фаз в конечной стадии процесс экстрагирования. При малых энергиях межфазной фаницы возможно получение очень стойких эмульсий, особенно при небольшой разнице плотностей фаз экстракта и рафината. В последнем случае процесс отстаивания заменяют центрифугированием. [c.170]

Физическая адсорбция из раствора оиределяется здесь довольно произвольно и не затрагивает адсорбцию ионов, которая рассматривается в следующем разделе. По-видимому, в данном случае не существует какого-либо общего правила, основанного на структуре или физических свойствах органических молекул, для предсказания их относительного сродства к силанольной поверхности определенных бинарных или более сложных смесей. Поскольку величина рКа силанольной поверхности сходна с величиной рКа для воды, а энергия межфазной границы раздела оказывается очень небольшой, то, вероятно, взаимодействия органических молекул с водой будут соответствовать межмолеку-лярным взаимодействиям с силанольной иоверхностью. [c.905]

Проведенные термодинамические расчеты показали [14], что в использованном приближении не запрещено получение алмаза из графита и при более низких значениях давлений и температур, как, например, при кристаллизации в присутствии расплавленных металлов, хорошо растворяющих углерод. Однако при этом необходимо иметь в виду, что в первом случае мы имеем дело с двухфазовым равновесием, а во-втором, по меньшей мере, с трехфазовым. Известно, что увеличение числа существующих фаз в значительной степени усложняет диаграмму состояния, в частности, могут изменяться ширина метастабильных областей, поверхностная энергия межфазных границ и т. п, [c.301]

Лиофобные дисперсные системы термодиначески неустойчивы, так как частицы дисперсной фазы склонны к агрегации. Их термодинамическая агрегативная неустойчивость обусловлена избытком иоверхностной энергии. Межфазное поверхностное натяжение в лиофобных системах больше рассчитанного по соотношению Ребиндера—Щукина (V. 2). Поэтому они не могут быть получены самопроизвольным дис- [c.159]

Изложенные данные позволяют сделать заключение о том, что изменение молекулярной подвижности цепей в граничных слоях связано не только с изменением энергии межфазного взаимодействия. Уместно отметить также, что наблюдаемые изменения подвижности касаются не только непосредственно контактирующих с поверхностью слоев (в этом случае мы не наблюдали бы макроскопических эффектов), а распространяются на поверхности на довольно большие расстояния, хотя сама величина эффекта нелинейно зависит от толщины поверхностного слоя. [c.158]

Из-за резких различий в молекулярной природе и полярности соприкасающихся фаз в системе полимер — водная среда избыточная свободная поверхностная энергия межфазной границы высокая. Однако на поверхности полимерных частиц, образующихся в процессе полимеризации, существует адсорбционный слой молекул ПАВ (см. рис. 2-в). Углеводородные радикалы асимметричных дифильных молекул ПАВ, обладающие молекулярным сродством к неполярной углеводородной среде, втянуты в поверхностный слой полимерных частиц, а полярными группами обращены в водную фазу латекса. Это снижает избыточную свободную поверхностную энергию на межфазной границе. Тем не менее латексы не являются равновесными. термодинамически устойчивыми системами. Агрегативная устойчивость их, как и других коллоидных систем, временная. Адсорбционный слой на поверхности частиц создает защитный барьер, препятствующий их слипанию при соударениях в процессе броуновского движения. Преодолевая или устраняя теми или иными способами этот барьер, можно вызвать коагуляцию латекса. [c.9]

Процессами разрушения дисперсных систем, приводящими к уменьшению свободной поверхностной энергии межфазных границ, служат изотермическая перегонка вещества от малых частиц к более крупным, коалесценция (слияние частиц) и коагуляция (агрегирование частиц при их слипании) При изотермической перегонке, связанной с повышенным значением химического потенциала вещества малых частиц по сравнению с более крупными (см. 3 гл. I), и при коалесценции уменьшение свободной поверхностной энергии обусловлено уменьшением площади поверхности раздела фаз, часто при неизменном значении удельной поверхностной энергии (поверхностного натяжения) а, т. е. A s = aA5<0. При коагуляции, особенно в тех случаях, когда между частицами сохраняются остаточные прослойки дисперсионной среды, площадь поверхности раздела фаз практически не изменяется или изменяется незначительно, и уменьшение величины s достигается в основном за счет частичного насыщения нескомпенсированных на поверхности частиц молекулярных сил. Это эквивалентно локальному (в зоне контакта) уменьшению межфазного натяжения а иначе говоря, для процесса коагуляции можно, несколько условно, записать А 5 = 5афДо<0, где 5аф соответствует той части поверхности раздела фаз в зоне соприкосновения частиц, на которой происходит частичная компенсация ненасыщенных молекулярных сил. При одинаковой исходной дисперсности коалесценция и изотермическая перегонка приводят, вообще говоря, к значительно более резкому уменьшению свободной поверхностной энергии системы, чем коагуляция. [c.240]

Таким образом, для того, чтобы найти период распределения UQ, необходимо учесть вклад в энергетический баланс поверхностной энергии межфазных границ, но которым сопрягаются тетрагональные включения разного тина. Этот вклад может быть представлен в форме [c.296]

М. В. Островский показал, что межфазная турбулентность самопроизвольно возникает, если изменение энергии при переходе вещества из одной фазы в другую А превышает свободную энергию межфазной поверхности А п при переходе в нее такого же количества рассматриваемого вещества. Этот вид турбулентного движения назван спонтанной поверхностной конвекцией. Для одного моля вещества величина АЕ., определяется как разность химических потенциалов этого вещества в отдающей и принимающей [c.463]

Свободная энергия межфазной поверхности, отнесенная к одному молю переносимого вещества А п, равна произведению энергии образования единицы межфазной поверхности, т. е. межфазного натяжения а, на площадь поверхности Ра, занимаемой мономолекулярным слоем одного моля переносимого вещества АРи — ОрП [c.464]

Необходимым общим условием стабильного существования поверхности раздела между двумя фазами является положительное значение свободной энергии образования поверхности раздела будь она отрицательной или нулевой, случайные флуктуации вызывали бы непрерывное расширение поверхности и в конце концов привели бы к полному диспергированию одного материала в другом. Примерами поверхностей раздела, свободная энергия которых в расчете на единицу площади такова, что диспергирующим силам не оказывается какого-либо противодействия, являются поверхности раздела между двумя разреженными газами, двумя смешивающимися жидкостями или твердыми телами. Даже в случае двух несмешивающихся жидкостей присутствие соответствующего третьего компонента может так влиять на свободную энергию межфазной поверхности, что происходит самопроизвольное эмульгирование (см. разд. ХП-5). [c.9]

Обратимся теперь к термодинамическому размерному эффекту, обусловленному вкладом энергии поверхности раздела фаз в двухфазной частице в общую свободную энергию системы. Для макроскопических образцов это влияние совершенно незначительно, но с уменьшением размера частиц его значение возрастает. Количественный анализ [34, 35] в данном случае можно провести, только допустив, что основные положения теории регулярных растворов применимы ко всей диаграмме состояния. Трудность заключается в том, что величина энергии межфазной поверхности раздела, определяющая величину эффекта, для систем, отличающихся от идеальных только степенью образования регулярного раствора, безусловно, невелика. С учетом этого приближения критическая температура выделения фаз отличается от значения, соответствующего массивному образцу, на 20% для частиц диаметром 1,0 нм, а для частиц диаметром более 10 нм эффект незначителен (разность не достигает 2%). [c.271]

Образование электронного конденсатора сопровождается возникновением разности потенциалов между объемом металла и объемом раствора, причем металл всегда заряжается положительно. Так как эта разность достаточно велика (порядка одного-двух вольт), она в значительной степени определяет абсолютный потенциал металла, емкость и поверхностную энергию межфазной границы. Необходимо отметить, что электростатическая энергия, накопленная в таком электронном конденсаторе, дает основной вклад в поверхностную энергию межфазной границы металл-электролит [17]. В то же время возникновение электростатической разности потенциалов между обкладками электронного конденсатора не меняет электрохимического потенциала электронов, образующих эти обкладки, поскольку последний всегда равен электрохимическому потенциалу электронов в объеме металла (напомним, что электроны обеих обкладок находятся в состоянии термо динамиче ского равновесия между собой). [c.50]

Как уже указывалось выше, к моменту достижения точки структурного фазового перехода НДС накапливает в себе некоторое критическое значение специфической внутренней энергии, выражающееся в энергии свободных па-рамашитных радикалов. Как показали произведенные нами модельные расчеты, критическое состояние НДС в точках, предшествующих фазовому переходу, обусловлено этой компонентой внутренней энергии, а также высоким значением энергии межфазного взаимодействия фрактальных частиц дисперсной фазы. Иными словами, НДС находится в термодинамически существенно неравновесном состоянии, в начале релаксационного процесса фрактального ассоциирования. Если в подобном состоянии даже небольшие флукгуации способны изменить путь эволюции системы, то целенаправленные кратковременные воздействия в окрестностях критических точек должны производить существенный отклик в свойствах целевого продукта. [c.24]

Если дисперсия самопроизвольно возникает из микрофазы при а<Ос (и не обнаруживает при этом тенденции к дальнейшему дроблению частиц до отдельных молекул), то она является термодинамически устойчивой. Ребиндер предложил называть подобные дисперсии лиофильными коллоидными системами. (Подробно такие системы рассмотрены в гл. VIII.) В противоположность этому лиофобные дисперсные системы, в которых энергия межфазной поверхности превышает (обычно на несколько порядков величины) критическое значение Ос, [c.116]

Если дисперсия самопроизвольно возникает из макрофазы при ст <(Т (и не обнаруживает при этом тенденхщи к дальнейшему дроблению частиц до отдельных молекул), то она является термодинамически устойчивой. Ребиндер предложил называть подобные дисперсии лиофильными коллоидными системами. В противоположность этому лиофобные дисперсные сисгемы, в которых энергия межфазной поверхности превышает (обычно на несколько порядков) критическое значение ст , термодинамически неустойчивы относительно процесса разделения на макроскопические фазы и не могут образовываться самопроизвольным диспергированием. Наряду с типичными лиофобными и лиофильными системами могут реализоваться различные промежуточные по природе устойч1 [вости дисперсии, в которых, в зависимости от степени родственьости дисперсной фазы и дисперсионной среды, а также концентрации и размера частиц [c.140]

Процессами разрушения дисперсных систем, приводящими к уменьшению свободной поверхностной энергии межфазных границ, служат изотермическая перегонка вещества от малых частиц к более крупным, коалесценция (слияние частиц) и коагуляция (агрегирование частиц при их слипании) . При изотермической перегонке, связанной с повьипенным значением химического потенциала вещества малых частиц по сравнению с более крупными (см. гл. I, 3), и при коалесценции уменьшение свободной поверхностной энергии обусловлено уменьшением площади поверхности раздела фаз, часто при неизменном значении удельной поверхностной энергии (поверхностного натяжения) а, т. е. А 5=<тЛ5 < 0. При коагулящш особенно в тех случаях, [c.287]

Особенности кристаллизующихся фаз, связанные с их неодинаковым смачиванием, проявляются, однако, на трехфазной границе кристалл — расплав — пар. Значения энергии межфазной границы жидкость твердое тело для кремния и золота или германия и золота, кристаллизующихся из эвтектического расплава, достаточно близки (рис. 9). [c.13]

Эвтектические композиционные материалы (ЭКМ) по 1у чают в процессе направленной кристаллизации сплавов, поэто. а они называются естественными композитами. По микроструктуре ЭКМ похожи на матричные композиты, армированные дискретными волокнами в виде усов или тонких пластин (см. рис. 10.1), Для реализации такой строго ориентированной микроструктуры, которая дает наименьшую площадь поверхности раздела фаз или наименьшие значения удельной энергии межфазных границ, необходи ю обеспечить плоскую поверхность между расплаво.м и кристаллизующи.мся тверды.м телом. [c.112]

Кларе [210] измерил адсорбцию зрап-80 на межфазной границе раствор электролита/октан как функцию температуры и сопоставил величины адсорбции с устойчивостью водных капелек в том же растворе ПАВ (рис. 59). Зависимости поверхностного натяжения от температуры для различных концентраций имеют минимум его возникновение связано как с процессом десорбции, так и с уменьшением свободной энергии межфазной поверхности при нагревании. По мере увеличения концентрации минимум сдвигается в сторону больших температур. Аналогичным образом изменяется устойчивость пленок. В концентрированных растворах ПАВ или в случае ПАВ, характеризующихся высокой [c.120]

Подобный подход используется также при рассмотрении свободной энергии межфазной поверхности раздела (см. разд. УП-5Б). Важно отмстить, что все статистико-механические теории дают лучшие результаты ири рассмотрении одноатомных молекул или ио крайней мере сферически симметричных молекул, так как проблема применения функций (г) и 8(г) с учетом угловой взаимной ориентации молекул чрезвычайно трудна. Кроме того, асимметричные молекулы могут быть в высокой степени ориентированы на поверхности, и, таким образом, функции (г, углы) для объема и поверхности жидкости отличаются друг от друга. Тем не менее исиользовапие метода Скапского [12] (см. разд. П-1Б) для высокоструктурированных жидкостей с водородными связями дает вполне удовлетворительные результаты [44]. [c.56]

Несомненно, однако, что для хмногих биметаллических систем энергия межфазной поверхности раздела может быть существенно выше, чем для регулярных растворов, так как значительное отклонение от идеальности, большее чем для регулярных растворов, скорее правило, а не исключение. Поэтому энергия межфазной поверхности раздела — величина того л<е порядка, что и энергия таких дефектов для однокомпоиентных систем, как границы зерен, разориентированные под большими углами, а именно 0,6—1,2 Дж/м для металлов VIH группы и тугоплавких металлов. Хотя для неидеальных твердых растворов влияние энергии межфазной поверхности раздела на температуру, отвечающую выделению равновесных фаз, не оценивалось. [c.271]

Сказанное выше относится к шюскопараллельным доменам двух типов, однако возможно существование полисинтетических кристаллов, составленных из доменов более чем двух типов, а также доменных структур, в которых роль доменов играют сами полисинтетические образования. Кристаллы с простейшей доменной структурой могут являться элементами структуры более высокого порядка. Согласование этой структуры с условиями совместности типа (5,8) приводит к уменьшению энергии межфазных границ. Эта иерархия структур в принципе позволяет описать довольно спожные гетерофазные системы, возникающие при мартенситных превращениях. [c.147]

Поверхностная энергия мартенситного включения состоит из энергии межфазной границы и энергии двойниковых границ внутри мартенситного доаена [c.158]

Границы зерен, разориентированных под небольшим (в несколько градусов) углом, наиболее доступны для проведения исследования. Граница зерен, разориентированных под малым углом, показана на рис. 35 из этого рисунка также видно, что граница зерен состоит из серии краевых дислокаций. Для границы блоков такого типа вычислена межфазная энергия межфазные напряжения объясняются главным образом упругим смещениехм кристаллической решетки вблизи границы зерен, причем смещение решетки имеет место с обеих сторон границы. Вокруг каждой дислокации всегда имеется поле упругих напряжений, и общее поле для всей границы зерен представляет собой сумму полей ряда дислокаций. Результаты таких расчетов хорошо согласуются с экспериментальными данными. [c.66]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология