Линейное натяжение

Существование переходной зоны между мениском и пленкой приводит к еще одному эффекту, в общем случае предсказанному В. Гиббсом, — эффекту линейного натяжения [568]. По аналогии с поверхностным натяжением, когда переходная зона между жидкостью и паром заменяется плоскостью натяжения, переходная зона между мениском и пленкой может быть заменена линией трехфазного контакта, которой приписывается некоторое линейное натяжение х. В отличие от о значения х могут быть как положительными, так и отрицательными, что вызывает стремление кругового периметра смачивания к стягиванию— в первом случае или к расширению — во втором. [c.223]

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]

Оценки линейного натяжения дают для воды и водных растворов значения х, по порядку величину равные 10 °— 10 Н [568]. Таким образом, вклад третьего члена в правой части уравнения (13.18) становится ощутимым при г<10 — 10 см, т. е. для капель и пленок очень малого радиуса. Весьма заметным проявление линейного натяжения -может быть, в частности, при флотации — на начальной стадии сближения пузырьков газа с частицами, а также при конденсации воды на твердых поверхностях — на стадии образования зародышей конденсата. [c.224]

Как было показано в работах [557, 569], линейное натяжение зависит от радиуса кривизны г, что объясняется зависимостью формы профиля переходной зоны от г. Однако если влияние кривизны на поверхностное натяжение проявляется при радиусе кривизны поверхности порядка межмолекулярных расстояний, то в случае линейного натяжения влияние кривизны периметра смачивания проявляется при много больших г — порядка радиуса действия поверхностных сил. [c.224]

Линейное натяжение и гетерогенное образование новой фазы [c.250]

Линейное натяжение и гетерогенное фазообразование 251 [c.251]

Заметим, что предложенный Гиббсом подход к линейному натяжению как к избытку, образовавшемуся за счет изменения ст вблизи границы раздела трех фаз, не получил развития. Вместо этого (см. разд. 5 в настоящей статье) значения х вычисляют на основе теории ДЛФО путем интегрирования расклинивающего давления в зоне, где поверхности раздела сходятся. [c.251]

В начале этой статьи мы очень грубо оценили величину линейного натяжения и получили к 10 дин. Это означает, что сопряженная с о величина х/г будет порядка 10 при г 10 см. Поскольку, с другой стороны, X может быть еще меньше, то вполне возможно, что размеры контактных зон (г), при которых х следует учитывать, окажутся и много ниже этого значения, вплоть до молекулярных. [c.257]

Модельные статистические расчеты, проведенные рядом авторов в последнее время, относятся к специальному случаю — линейному натяжению по периметру тонкой полимолекулярной пленки жидкости. Они выполнены с помощью различных схем расчета избытка энергии, возникающего за счет появления расклинивающего давления П при переходе объемной жидкости в тонкую пленку. Интегрирование расклинивающего давления в клиновидных участках у границы пленок предполагает, что известна зависимость П от Л для всех толщин, больших чем толщина пленки. Значения функции П (Л) известны только для пленок с толщиной, превышающей молекулярные размеры на порядок и более, и поэтому соответствующие расчеты могут быть проведены только для таких первичных черных пленок. Очевидно, именно в этих случаях сильно убывающие с увеличением толщины значения расклинивающего давления очень малы и их суммирование дает низкие [c.257]

Все вышеизложенное позволяет нам сделать вывод об особо важном значении экспериментальных исследований и измерений линейного натяжения. [c.258]

Мы так подробно остановились на этой работе для того, чтобы подчеркнуть крайнюю осторожность, с которой следует подходить к измерению линейного натяжения. [c.259]

Представим себе твердый шарик в висячей капле жидкости. Материал шарика и состав жидкости определяют степень смачиваемости шарика жидкостью, т. е. угол смачивания 9оо, величину линейного натяжения х>.0 и направление седиментации (вниз). Если бы шарик принял равновесное положение в нижней поверхности капли, то в отсутствие внешних сил и при достаточно большом радиусе шарика R он бы расположился так, как показано на рис. 7, а. [c.263]

Формулу Гиббса—Томсона можно применить и к капле на подложке (например, твердой), что приведет, если не учитывать линейного натяжения, лишь к понижению давления ее паров при сохранении общего характера зависимости кривизны капли К = [c.268]

При x>0 линейное натяжение (и сила х/г) стягивает периметр смачивания и увеличивает угол 0 по сравнению с 0< , а прп х< 0, наоборот, линейное натяжение растягивает периметр смачивания и уменьшает 0. Поэтому выражения (26) дают решение для х>0 при О>0< и для х<0 при 0< Оос. [c.268]

Простейший случай выделения новой фазы в виде смачивающих капелек на плоской подложке не был рассмотрен в гл. 4. Поэтому начнем именно с этого случая, используя сначала подход Фольмера, т. е. не учитывая линейного натяжения по периметру смачивания капли. [c.270]

Это дает основание учитывать при образовании новой фазы на подложке линейное натяжение периметра смачивания зародыша, так что приведенный ниже анализ влияния х на работу образования зародыша в принципе обязателен. [c.271]

Казалось бы, указанное несоответствие можно рассматривать как доказательство наличия отрицательного линейного натяжения и из него вычислять я для системы водяная капля на гексадекане . В работе [22] Митчел, однако, ограничился лишь констатацией указанного несоответствия, так как теория линейного натяжения применительно к гетерогенному фазообразованию в это время (1976 г.) еще не была достаточно развита. [c.278]

Теория линейного натяжения для капель на плоской твердой подложке была развита в работе [557]. Расчеты х выполняли на основе уравнения (13.18) по разности между значениями осозВо, найденными по уравнению (13.5) профиля переходной зоны, и в предположении, что переходная зона отсутствует и невозмущенный мениск прямо соприкасается с плоской пленкой. Так как линейное натяжение обусловлено существованием переходной зоны, ясно, что разность вычисляемых значений <зсо5 0о как раз и связана с членом >с/г. [c.224]

В книгу включены дополнения, в частности новые данные автора по линейному натяжению на контуре трехфазного контакта и его роли в зародышеобразовании. Одним из нас (Е. Д. Щ,укиным) с согласия автора написана новая глава о структурно-механических свойствах и реологии дисперсных систем. Другая дополнительная глава (Б. В. Дерягина и Н. В. Чураева) посвящена современному состоянию исследований смачивающих пленок — их равновесия и устойчивости, зависящих от молекулярной, электростатической и структурной составляющих расклинивающего давления. Эти исследования важны как для теории коллоидно-поверхностных явлений — смачивания, адсорбции и капиллярной конденсации, так и для приложений — флотации, нанесения покрытий, почвоведения и гидротехники. [c.6]

Во втором русском издании нашей книги редакторы перевода и автор попытались в дополнительных главах сохранить и углубить ее специфическую направленность на проблемы устойчивости и тонких пленок ( Смачивающие пленки — Б. В. Дерягин, Н. В. Чу-раев Линейное натяжение и гетерогенное образование новой фазы — А. Д. Шелудко) и заполнить ощутимый пробел в области реологии ( Структурно-реологические свойства дисперсных систем — Е. Д. Щукин). [c.7]

К сожалению, Гиббс не развил количественно такую одномерную термодинамику, указав лишь, что она должна быть подобна двумерной термодинамике, разработанной им для границ раздела двух фаз. Согласно Гиббсу, избыточная энергия линии раздела трех фаз, или линейное натяжение, обозначаемое далее у., возникает в силу того, что поверхностные натяжения изменяются вблизи границы раздела трех фаз. Это иллюстрировано на рис. 1 на примере границы трех фаз с одинаковыми натяжениями между ними Стоо. В области, ограниченной пунктирной линией, натяжения изменены в среднем до а. Тогда по определению Гиббса у. = = 3 (а—сГоо)б, где б — радиус зоны взаимодействия трех фаз. В случае когда а < Оос, при 50 дин/см и б л см получаем X — 1,5-10" дин. Если ог>-аос, то значение у будет положительным. Другими словами, х может быть как положительным. [c.250]

В случае как поверхностного натяжения, где о нем судят по капиллярному давлению, так и линейного натяжения последнее можно измерить по двумерному давлению х/г, определяющему, согласно (2), (7) и (И), углы контакта. Поэтому проще всего было бы исследовать зависимость угла контакта от кривизны 1/г трехфазной зоны. Попытки такого рода были начаты давно — первой, кажется, была упомянутая выше работа Веселовского и Перцева [2],— но все они оказывались неудачными. [c.258]

Особенно благоприятны условия для измерения линейного натяжения по периметру ньютоновской пленки из водных растворов лаурилсульфата натрия (NaLS). В этом случае при вспенивании довольно концентрированного раствора (при достаточном содержании электролита и подходящей температуре) возникают очень устойчивые и чрезвычайно тонкие, почти бимолекулярные ньютоновские (вторичные) черные пленки с небольшим, но надежно измеряемым углом контакта с объемной жидкостью порядка 10°. Очень важно и то, что даже при самом тщательном исследовании не обнаруживается гистерезис этого угла, а также и то, что эти системы очень подробно изучены многими авторами, получившими разными методами совпадающие результаты, касающиеся oL, т. е. угла контакта большой пленки с объемной жидкостью. Все это послужило основанием для измерения у именно в этой системе. [c.259]

На рис. 6 черными кружками показаны значения yJ при разных концентрациях Na l, полученные вышеописанным способом. Рассмотренная работа по измерению линейного натяжения методом пузырька осложнена тем, что пленка, находящаяся в контакте с жидкостью, не плоская, а также тем, что в процессе уменьшения пузырька расклинивающее давление в пленке изменяется в 2—3 раза. [c.261]

Наиболее прямой путь определения посредством измерения зависимости краевого угла 0 от радиуса г трехфазного контакта чрезвычайно труден из-за того, что видимые в микроскоп контактные зоны еще слишком велики для достаточно сильно выраженных изменений краевых углов под влиянием линейного натяжения. Попытку подобного определения yi для плоской круглой ньютоновской пленки предприняли недавно Зорин, Платиканов и Рангелова [71. Они получали круглые черные (ньютоновские) пленки в двояковогнутой капле в цилиндрическом отверстии диаметром [c.261]

Доказательство в пользу того, что зависимость 0 (г), определяемая линейным натяжением, совпадает с теоретически рассчитанной, дали измерения Коларова и Зорина [8] с первичными черными пленками, образованными также в цилиндрическом отверстии, просверленном в стеклянной пористой пластинке. Авторы использовали 0,05 %-ный раствор додецилсульфата натрия в воде при концентрации 0,1 моль/л Na l. Полученное ими значение y.f = — 1,7-10 дин по знаку и порядку величины совпадает с оцененными теоретически Де Файтером на основании теории ДЛФО. Угол контакта пленка/мениск определяли топографическим методом по микрофотографиям в отраженном свете ньютоновских колец, обрамляющих пленку. Особой заслугой авторов явилась чрезвычайная прецизионность метода, позволившая измерять углы 0 в пределах от 0,2 до 0,6° с точностью до нескольких сотых градуса для пленок радиусом от 5 до 20 мк. Эти данные хорошо согласуются с теоретически рассчитанными [9]. [c.262]

При положительном и условия механического равновесия трехфазной границы раздела указывают на то, что линейное натяжение будет препятствовать образованию контакта между фазами. По силе, необходимой для преодоления этого препятствия, можно судить о величине х, на чем основаны методы критического шарика или пузырька. [c.262]

Исследования такого рода получили широкое развитие в области электролитического выделения новой фазы на электродеподложке под влиянием пересыщения, задаваемого в этом случае перенапряжением. К сожалению, большинство этих работ относится к выделению новой фазы в виде кристаллов, а не капель, и проблема линейного натяжения пока что решена только для смачивающей капли. Единственные данные по электролитическому выделению новой фазы в виде капель связаны с электролизом растворов солей ртути на индифферентном электроде — на графите [17] или платине [18]. В указанных работах имеются и данные по смачиваемости ртутью электрода-подложки. Автор проанализировал эти данные с точки зрения линейного натяжения. Результат [19] показал, что сильно заниженные значения критического перенапряжения по сравнению с ожидаемыми, согласно теории Фольмера (не учитывающей х), могут быть объяснены линейным натяжением, если ему приписать отрицательный знак и абсолютное значение порядка Ю " дин. Это объяснение, однако, не однозначно, так как твердые поликристаллические подложки — графитовый или платиновый катоды — могут иметь микроскопические активные участки на поверхности с сильно повышенной смачиваемостью ртутью, что и без учета х привело бы к снижению критического перенапряжения. [c.276]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология