Энергия пленки

Рис. 12.9. Зависимость энергии пленки от ее толщины

Теория Фрумкина — Дерягина позволяет определить величину 0SI/ для твердой поверхности, покрытой смачивающей пленкой. Ее значение равно сумме межфазных энергий двух поверхностей жидкой пленки одной, граничащей с газом (о), и второй, граничащей с твердой подложкой (osl). К этой сумме следует добавить изменение свободной энергии пленки (По/гоЧ-Л) при ее утончении от оо до конечной толщины /iq. В результате разность между аз1/ = о + а5г. +По/го +А и osl оказывается равной просто сумме о- -По/го +А, которую и содержит уравнение (13.3). [c.213]

Величина пл — избыток (по сравнению с объемом) свободной энергии на единицу площади пленки, имеет размерность Дж/м соответственно давление П можно рассматривать и как избыточную плотность свободной энергии пленки, отнесенную к единице объема пленки, т. е. величину с размерностью Дж/м . [c.245]

С другой стороны, эта величина V/ может рассматриваться как сумма удельных (на единицу площади) избыточных энергий пленки U пл(/i) и зазора й з(/г) между макрофазами U =tt пл(A)-Ки з(Л). При очень больших толщинах пленки и зазора /г величины Ц7/2, и равны удвоенному значению полной поверхностной энергии [c.247]

Чтобы получить выражения для электростатической составляющей расклинивающего давления ГЬг и энергии пленки, лежащие в основе теории ДЛФО, рассмотрим распределение потенциала в растворе электролита (достаточно разбавленном) в зазоре между двумя параллельными одноименно заряженными поверхностями (рис. IX—7). Как было показано в гл. УП, вблизи заряженной поверхности существует размытый диффузный слой преимущественного концентрирования противоионов, в котором потенциал падает от значения (на границе адсорбционного слоя) до нуля на бесконечно большом расстоянии от нее (пунктирные кривые на рис. IX—7). В дальнейшем, для простоты записи мы исполь-зуем вместо потенциал поверхно- ш сти фо, отвлекаясь от адсорбционной Ф)( 2) части двойного электрического слоя, если же требуется ее учет, то в последующих выражениях фо следует заменить на фй, а координату х — на x—d. Рис. IX—7 При сближении заряженных поверхностей до расстояний, соизмеримых с [c.257]

Найденные выражения для электростатической составляющей расклинивающего давления и энергии пленки отвечают отталкиванию (положительны). Они могут быть теперь сопоставлены с полученными ранее выражениями для молекулярных составляющих этих величин (вообще говоря, отрицательных — описывающих притяжение). Это позволяет, в соответствии с теорией ДЛФО, рассмотреть природу устойчивости тонких пленок и соответственно дисперсных систем, стабилизированных диффузными ионными слоями. Суммируя выражения (IX—28а) и (IX—29) с выражениями (IX—13) и (IX—12а), получаем [c.259]

Величину ал чаще назьшают натяжением пленки (Тщ,. По аналогии с поверхностью раздела фаз удельная энергия пленки численно равна ее натяжению = Если же при сближении объемов фазы 1 пленка становится настолько тонкой, что ее толщина оказывается соизмеримой с линейным параметром переходной зоны д (при h 2S), то ее дальнейшее утоньшение сопровождается все большим перекрыванием переходных зон и связано с совершением работы А fV. В изотермическом процессе совершаемая над пленкой работа запасается в виде избыточной свободной энергии пленки = А W. При h < 15 удельная [c.292]

Рис. 1Х-6. Зависимость избыточной свободной энергии пленки А от ее толщины к

Чтобы получить выражения для электростатической составляющей расклинивающего давления П,/ и энергии пленки А [c.308]

Экспериментально установлено, что в случае тонкой пленки между поверхностными слоями существует взаимодействие, так что избыточная внутренняя энергия пленки dDf будет зависеть не только от площади пленки и избытков энтропии и числа молей, но и от толщины пленки к [c.24]

Это уравнение можно также получить, суммируя избыточную свободную энергию пленки [c.27]

Как будет показано далее, уравнение (11.34) аналогично выражению для свободной энергии пленки, полученному на основе макроскопической теории. [c.50]

Сцепление между поверхностными молекулами, создающее подобие эластичной оболочки (пленки), называется поверхностным натяжением. Потенциальная энергия пленки оказывает он- [c.27]

В равновесии с менисками объемной жидкости при 6 = 0 может существовать также пленка с изобразительной точкой q на участке кривой у (а) левее максимума с. Значение у для этой пленки будет, очевидно, выше, чем в некоторой точке правее точки /, отвечающей тому же значению Цу, и, следовательно, механическое равновесие при их сосуществовании невозможно. Поскольку большее у соответствует пленке с большим Г), пленка с меньшим Г1, растягиваясь под влиянием соседней, более толстой пленки, будет быстро утоньшаться, а более толстая — утолщаться, сокращая свою площадь. Так как одновременно химический потенциал более толстого участка пленки повысится, то уменьшению площади толстого участка будет способствовать переход из него под влиянием перепада химического потенциала первого компонента. Это неизбежно приведет к исчезновению более толстого участка. Впрочем, исходя из выражения для свободной энергии пленки можно показать, что самопроизвольное флуктуа-ционное появление более толстого участка на пленке крайне маловероятно. [c.53]

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]

В случае же тонкой пленки путем перемещения разделяющих поверхностей нельзя добиться того, чтобы энергия пленки явно не зависела от ее толщины, но можно найти такое положение разделяющих поверхностей, когда в фундаментальном уравнении для энергии исчезают другие коэффициенты — поверхностные натяжения поверхностей разрыва. [c.273]

Анализ уравнений (1У.64) — (1У.66) показывает, что если рассматривать при конденсации двухфазовую систему в целом, то градиент давления в трубе обусловлен силой тяжести, сопротивлением трения на стенке и изменением кинетической энергии потоков в жидкой и паровой фазах, но выражение для градиента давления не содержит слагаемых, учитывающих перенос массы на границе раздела фаз вследствие конденсации. Такие члены присутствуют в уравнениях (1У.65) и (ГУ.66), связывающих градиент давления с параметрами каждой из фаз в отдельности. Соответственно в уравнении (1У.59), полученном в пренебрежении конвективными членами в исходном уравнении движения, не учитывается изменение кинетической энергии пленки конденсата. [c.137]

Pq. Расклинивающее давление возникает в результате изменения свободной энергии пленки при сближении ограничивающих ее поверхностей (т.е. при уменьшении толщины пленки h). Таким образом [c.99]

В результате модификации прививкой повышается поверхностная энергия пленок, волокон и плит из политетрафторэтилена, улуч [c.339]

Представляют интерес исследования скорости разрушения пленки. Впервые этот процесс был изучен Дюпре, который рассчитал скорость разрыва V при допущении, что поверхностная энергия пленки полностью превращается в кинетическую энергию жидкости. На основании этого допущения уравнение баланса энергии имеет вид [c.79]

Для определения в обычно берут среднее из двух значений интегралов (6.14), вычисленных для кривых адсорбции и десорбции [75]. Однако допущения этого метода, как и любой теоретической модели адсорбции, также достаточно спорные. Во-первых, постулируется, что свободная поверхностная энергия пленки равна поверхностному натяжению чистого жидкого адсорбата во-вторых, предполагается, что в выбранной точке микропоры уже заполнены, а на поверхности мезо- и макропор образована полимолекулярная адсорбционная пленка, поверхность которой соответствует поверхности мезо- и макропор. [c.305]

Адсорбция дифильных молекул, вероятно, сказывается различным образом на зависимости энергии пленки от ее толщины h. При больших толщйнах диполь-дипольное взаимодействие молекул должно приводить к увеличению глубины вторичного минимума i/a min. При малых значениях h, сравнимых с удвоенным размером молекул ПАВ, следует ожидать противоположного влияния адсорбционных слоев на утончение пленки, поскольку последнее связано с необходимостью переориентации диполей на одной из границ раздела фаз. Возможность заметного изменения молекулярной компоненты расклинивающего давления при адсорбции ПАВ на межфазных поверхностях подтверждается результатами расчетов, выполненных уже сравнительно давно [551] в соответствии с микроскопической теорией молекулярного взаимодействия конденсированных сред и, более строго, в работе [550] на основе макроскопической теории. Такие изменения особенно значительны при значениях h порядка нескольких нанометров. [c.209]

Если толщины пленок (зазоров) становятся соизмеримыми с Хо, проявляется эффект так называемого электромагнитного запаздывания , связанного с конечной скоростью распространения электромагнитных волн. Как было показано Г. Казимиром и Д. Польдером, при таких больших толщинах пленок показатель степени п в выражении (1—18) ДЛЯ потенциала притяжения молекул становится равным семи. Соответственно энергия пленки оказывается обратно пропорциональной третьей, а расклинивающее давление — четвертой степени шири-лы зазора к, т. е. Уто/оз—Л-з и Псчэ —Н- . Для таких широких зазо- [c.247]

С другой стороны, в соответствии с уравнением Дерягина (IX—18а) по силе сцепления Р находится удельная энергия взаимодействия двух плоскопараллельных поверхностей и (ко), находящихся на равновесном расстоянии к , а именно —и ка) Ру/ягх. Значение ко приближённо равно межмолекулярному расстоянию Ь в объеме конденсированной фазы (или размеру адсорбированных молекул среды). При к>ка действуют силы притяжения различной природы (в дальнейшем для простоты ограничиваемся дисперсионными взаимодействиями) при /гудельной энергии взаимодействия (избыточной свободной энергии пленки) и ко) =А пл ка) (рис. IX—5) его называют первичным, или ближним потенциальным минимумом. [c.251]

Наряду с измерением толщин пленок интерферометрические измв рения позволяют получить другую важную термодинамическую характеристику пленок — их удельную свободную энергию или, как чаще говорят, натяжение пленки Опл (по аналогии с поверхностью раздела фаз, удельная энергия пленки численно равна ее натяжению) [c.280]

Для двух плоскопараллельных поверхностей, находящихся на равновесном расстоянии Ао, существует минимум удельной энергии взаимодействия (избыточной свободной энергии пленки) и (Ао) = (Ао) (рис. 1Х-6), его называют первичным или ближним потенциальным минимумом. Значения Ао приближенно равны межмолекулярному расстояншо в объеме конденсированной фазы (или размеру адсорбционных молекул среды). При А > Ао между поверхностями действуют силы притяжения (в дальнейшем для простоты ограничиваемся дисперсионными взаимодействиями), при А < Ао резко нарастает борновское отталкивание. [c.301]

Общее изменение свободной энергии пленки (и межфазного натяжения) складывается, как и расклинивающее давление, из положительной и отрицательной составляющих АР = АРу у + + АРас1з а равновесная толщина определяется из условия [c.161]

Опыты Босворта по измерению давления пара над натриевой пленкой с одновременным измерением контактного потенциала подтверждают, что электростатическое взаимодействие обусловливает почти всю поверхностную свободную энергию пленок щелочных металлов, об этом же говорят расчеты, проведенные с использованием уравнения адсорбции Гиббса (табл. 18). Некоторые величины коэф- [c.77]

Улучшения адгезионных свойств поливинилфторидных пленок можно дойцься различными методами, к числу которых относятся модификация поверхности самих пленок, применение специальных адгезивов и модификация поверхности изделий, к которым приклеивается пленка. Наиболее рациональным способом повьппения адгезии пленок является модификация поверхности самой пленки. Для этого применяется ряд способов. Сюда относится активация поверхности с помощью пламени [143, 144] и электрического разряда в гфи-сутствии злектрофильных веществ [31]. В этих спзгчаях с поверхности пленок открываются атомы фтора или водорода, и поверхностная энергия пленки увеличивается Судьба активных точек, возникаюшихв результате отрыва атомов, однако, неизвестна. По-видимому, они, взаимодействуя с парами воды из атмосферы, изменяют химическую природу пленки, в результате чего повышается смачиваемость поверхности. Например, в результате пропускания пленок между электродами при продолжительности контакта 10 с до- [c.184]

В связи с успешной разработкой в последнее время методов химической и радиационно-химической фи-ви к эти методы начали применяться и для повьшхб-ния адгезии поливинилфторида. При прививке к 1юли-винилфториду ряда виниловых мономеров - метилмета-крилата, стирола, винилацетата - на поверхности пленки образуются различные функциональные группы, которые существенно улучшают смачиваемость и адгезионные свойства пленок (табл. 1У. 10). Как видно из таблицы, при содержании привитого полимера до 10% как смачиваемость пленок водой, так и их адгезионная прочность к стали-3 увеличиваются. При приблизительно одинаковом содержании привитого полимера наилучшими смачиваемостью и адгезионной прочностью обладает пленка, модифицированная винилацетатом. В данном случае улучшение адгезии может быть объяснено увеличением поверхностной энергии пленки и снижением степени кристалличности под действием прививаемых цепей [1, 16, 155] Из таблицы также видно, что при малых дозах облучение не оказьшает существенного влияния на адгезионные свойства ориентированной поливинилфторидной пленки (после облучения дозой 3,55 к Дж/кг адгезионная прочность увеличилась всего на 5,88 кН/ь ), [c.186]

Ван-дер-ваальсовы, дипольные и ионные силы оказывают большое влияние на свободную энергию поверхности. Для любой заданной поверхностной концентрации пленки уменьшение поверхностного натяжения численно равно свободной энергии пленки. Ниже описываются методы измерения этих величин и приводятся результаты, полученные при различных соотношениях между действующими силами, а затем рассматриваются реакции в пленках. [c.244]

Рассмотрим свободную поверхность жидкой мыльной пленки, натянутой на прямоугольный каркас с подвижной поперечиной (рис. 1.10). Поверхностная энергия пленки равна IV = 2а13. Коэффициент 2 здесь взят потому, что свободных поверхностей у мыльной пленки две. Сила поверхностного натяжения пленки [c.18]

Будем исходить из выражения для дифференциала поверхностной свободной энергии пленки. Пусть I площадь поверхности пленки (ее внешний иараме1р а). Так как элементарная работа увеличения поверхности пленки па (11) равна 5 = — ад , где а—поверхностное натяжение, то обобщенная сила, сопряженная параметру 1, будет А=—и дифференциал энергии Гельмгольца для пленки равен < / = —5<1Г+о<11, откуда [c.111]

Уравнение Вошбурна описывает систему, в которой стенки трубки покрыты двойной пленкой, т. е. поверхностная энергия пленки такая же, как и энергия поверхности в объеме вешества. Гуд [9] распространил уравнение Вошбурна для случая, когда поверхность свободна от адсорбированного пара [c.130]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология