Энергия образования единицы новой поверхности

Работа, необходимая для образования единицы новой поверхности вещества, или свободная энергия единицы поверхности называется поверхностным натяжением. Единица измерения поверхностного натяжения Н/м. Перевод старых единиц в систему СИ производится по соотношению 1 дин/см = 1 мН/м. Поверхностное натяжение зависит от того, в какой среде его определяют, от температуры. и давления. Значение его для этилового спирта при нормальном давлении приведено в табл. 23. [c.29]

Работу, затрачиваемую на изотермическое и обратимое образование единицы новой поверхности раздела фаз и равную изменению изобарного потенциала в соответствующем процессе (см. 67), называют удельной свободной поверхностной энергией (а). В случае границы двух конденсированных фаз эту величину называют пограничным, а для границы жидкости с ее парами — поверхностным натяжением. [c.310]

Выше ( V.12) мы указывали, что энергия образования единицы новой поверхности хрупких кристаллов близка к удельной полной поверхностной энергии, энергия же образования новой поверхности пластичных кристаллов может значительно превосходить удельную поверхностную энергию ввиду происходящего одновременно смещения атомов. Плоскости с наименьшими значениями а таких кристаллов становятся плоскостями скольжения. Так, при растяжении гексагонального монокристалла Zn (С/а равно 1,8 вместо 1,63 плотной гексагональной упаковки, т. е. связи вдоль оси С ослаблены, рис. V.16, а) плоскостью скольжения является (0001). Если усилие скольжения Р направлено вдоль оси С, то плоскости скольжения поворачиваются в сторону этого вектора (рис. V.16, Ь). Если цинк подогреть до 300° С и растянуть, то на штабике проступают границы скользящих вдоль друг друга пачек плоскостей (рис. V.16, с). [c.395]

Нефтяные ДС состоят из дисперсионной среды (углеводороды с растворенными гетероатомными соединениями) и дисперсной фазы (газы, пары, воздух, мехпримеси, органические осадки). На поверхности раздела фаз имеется избыточная энергия, создающее поверхностное натяжение и внутреннее давление в ДС. Поверхностное натяжение - это работа образования единицы новой поверхности или сила, касательная к поверхности, стремящаяся сократить свободную поверхность до наименьщих размеров при заданном объеме. [c.46]

Работу, затрачиваемую на изотермическое и обратимое образование единицы новой поверхности раздела фаз и равную изменению энергии Гиббса в соответствующем процессе, называют поверхностным натяжением а). [c.292]

Термин натяжение, возникший исторически, в связи с гипотезой упругой пленки, выражает представление о величине о как о силе, действующей тангенциально (т. е. в плоскости, касательной к поверхности). Таким образом, величину а можно определить равным образом как энергию и как силу, что легко показать, рассматривая изотермический процесс образования единицы новой поверхности. [c.90]

Удельная свободная поверхностная энергия — это работа, выполняемая при образовании единицы новой поверхности раздела фаз. Как и поверхностное натяжение, она выражается в динах на сантиметр или в ньютонах на метр, и значения этих величин численно равны. [c.275]

Затрачиваемая работа зависит от степени измельчения и деформационных свойств перерабатываемого материала. При тонком измельчении первый член в формуле (2.14) имеет преобладающее значение, так как он связан с образованием большой новой поверхности AF. Он становится особенно значимым для материалов с большой внутренней когезией, когда для образования единицы новой поверхности требуется значительная затрата энергии. Второй член носит энтропийный характер. Для того чтобы получить новую поверхность, измельчаемое тело необходимо подвергнуть деформации (растяжения, сдвига, сжатия). При этом до момента образования новой поверхности происходит упругая или вязкоупругая деформация. Чем выше прочность материала или больше его деформация до разрыва, тем больше энергия, затрачиваемая на побочный процесс, не связанный с образованием новой поверхности материала. [c.59]

А — коэффициент пропорциональности, кВт-ч/м , характеризующий твердость материала, удельную затрату энергии на образование единицы новой поверхности пыли, а также учитывающий потери энергии, сопутствующие процессу размола топлива, г. е. степень совершенства процесса измельчения. [c.232]

ВЯЗКОСТЬ РАЗРУШЕНИЯ - свойство материала оказывать сопротивление распространению в нем трещин. Количественными характеристиками В. р. в основном служат плотность энергии разрушения 7, т. е. работа, к-рую необходимо затратить на образование единицы новой поверхности в материале макс. значение коэфф. интенсивности напряжений K (> около вершины трещины [c.236]

Сила, действующая касательно к поверхности и стремящаяся сократить свободную поверхность жидкости до наименьщих возможных пределов при заданном объеме, называется поверхностным натяжением. Поскольку поверхностное натяжение является работой образования единицы новой поверхности (свободная энергия единицы поверхности), она измеряется либо в эрг см , либо в дин см. Жидкость в отсутствие внешних сил под действием своего поверхностного натяжения принимает форму шара (капли). [c.197]

Поверхностная энергия (или энергия, необходимая для образования единицы новой поверхности) равна дЫц здесь п — число атомов на единицу поверхности. [c.157]

ПЭ — энергия, необходимая для образования единицы новой поверхности [248]. Она может быть определена из общего выражения для ВЭ системы (У.2). Для процесса образования новой поверхности твердого тела уравнение записывают в следующей форме [248] [c.63]

Другие авторы, связывая твердость с величиной поверхностной энергии, определяют ее как работу, которую необходимо затратить для образования единицы новой поверхности при сохранении постоянными всех остальных параметров. Это определение оказалось особенно пригодным при нахождении энергетических затрат на измельчение кристаллов. По П. А. Ребиндеру, твердость Я можно характеризовать работой измельчения А, отнесенной к единице площади вновь образовавшейся поверхности 5 [c.263]

В 1867 г. Риттингер в законе, который носит его имя, высказал очень простую мысль Затраты на образование единицы новой поверхности не зависят от тонины измельченного материала . Законы подобия допускают его формулировку применительно к центробежным мельницам в несколько отличном виде если кинетическая энергия удара растет как и тонина, то полученные зерновые составы можно совместить путем перемещения, параллельного оси крупности. [c.477]

Прочность материала, следует оценивать, на основании изложенного, как энергию, затрачиваемую на образование единицы новой поверхности [c.35]

Следовательно, для увеличения поверхности, т. е. для создания новой поверхности, необходима некоторая затрата энергии. Работу, требуемую для образования единицы новой поверхности, называют межфазным, или поверхностным, натяжением и обозначают через а. [c.30]

Важнейшее понятие, характеризующее границу раздела фаз, — удельная свободная поверхностная энергия о или для границы двух жидкостей — поверхностное натяжение. Это та работа, которую надо затратить на обратимое образование единицы новой поверхности раздела без изменения температуры. [c.25]

Подобное условие получается с использованием энергетического подхода Гриффитса, согласно которому трещина переходит в неустойчивое состояние, когда скорость высвобождения упругой энергии (<1 ) при образовании трещины в пластине превзойдет прирост поверхностной энергии(ёП). В период устойчивого роста трещины, освобождаемая потенциальная энергия расходуется на образование новой поверхности трещины с1 У = с1П = где у - плотность поверхностной энергии (работа, необходимая для образования единицы свободной поверхности). Освобождаемая энергия W пропорциональна объему полости, образованной трещиной и средней энергии деформации [c.120]

Первая, являясь скалярной величиной, представляет собой количество энергии, требующееся для получения единицы новой поверхности. Поверхностное натяжение численно равно силе, необходимой для образования единицы площади поверхности. Обе эти величины равны друг другу для жидкости, но не равны для твердого тела. Причина такого различия состоит в том, что в жидкости упорядоченность расположения может иметь лишь ближний порядок, поэтому, когда жидкость подвергается действию усилий сдвига, напряжения, возникающие в ней, снимаются местной перегруппировкой атомов или молекул. С другой стороны, так как сила, вызывающая сдвиг, уменьшается при снижении скорости деформации, в пределе она равна нулю. [c.262]

Работа адгезии также относимая к единице площади, определяется как работа разрыва межфазного поверхностного слоя (рис. 13,6). Затрачивается она на образование двух новых поверхностей и выигрывается за счет исчезновения свободной энергии исходной межфазной границы. Для системы ТЖ эта работа, как видно из рис. 13,6, равна [c.62]

Для твердых поверхностей следует отметить принципиальное различие понятий поверхностного натяжения о и поверхностного напряжения т. Первое выражает работу, необходимую для образования единицы площади поверхности, удельную свободную поверхностную энергию, тогда как второе включает также работу растяжения поверхности. В мысленном эксперименте, на первой стадии деления твердого тела или жидкости па части образуется свежая поверхность, где атомы фиксированы в положениях, которые они сохраняли, находясь в объемной фазе. Во второй стадии они перемещаются в поверхностном слое, занимая новые равновесные положения. Для жидкостей обе стадии протекают одновременно, практически мгновенно и а = т. В твердых телах вторая стадия может затянуться на многие часы и годы и в теле сохраняется напряжение. Таким образом, X можно определить как внешнюю силу, приходящуюся на единицу длины, которую нужно приложить при образовании поверхности для того, чтобы атомы сохранили прежние равновесные (в объеме фазы) положения. [c.125]

Для твердых поверхностей следует отметить принципиальное различие понятий поверхностного натяжения а и поверхностного напряжения т. Первое выражает работу, необходимую для образования единицы площади поверхности, удельную свободную поверхностную энергию, тогда как второе включает также работу растяжения поверхности. В мысленном эксперименте на первой стадии деления твердого тела или жидкости на части образуется свежая поверхность, где атомы фиксированы в положениях, которые они сохраняли, находясь в объемной фазе. Во второй стадии они перемещаются в поверхностном слое, занимая новые равновесные положения. Для жидкостей обе стадии протекают одновременно, практически мгновенно, и а = т. В твердых телах вторая стадия может затянуться на мно- [c.137]

Поверхностное натяжение твердого тела не обязательно равно поверхностному напряжению этим твердое тело отличается от жидкости. Как подчеркивает Гиббс [25], поверхностное натяжение равно работе, расходуемой на образование единицы площади поверхности (и, другими словами, его можно назвать свободной поверхностной энергией, см. разд. 1-1 и П-2), тогда как поверхностное напряжение включает работу растяжения поверхности. Мысленно процесс образования свежей поверхности одноатомного вещества можно разделить на две стадии. На первой стадии твердое тело или жидкость делятся на части с образованием новой поверхности при этом атомы на поверхности фиксируются в тех же положениях, которые они занимали, находясь в объемной фазе. На второй стадии атомы в поверхностном слое перегруппировываются и перемещаются в конечные равновесные положения. В жидкости обе стадии протекают одновременно, тогда как в твердых телах вторая стадия может идти очень медленно вследствие неподвижности атомов поверхностного слоя. Таким образом, поверхностный слой твердого тела можно растянуть или сжать, просто увеличивая или уменьшая расстояние между атомами, не изменяя их числа. [c.203]

Состояние термодинамического равновесия тела характеризуется минимумом свободной энергии (термодинамического потенциала), который достигается благодаря полному насыщению сил межмолекулярного взаимодействия. На границе раздела тела с воздухом (или вакуумом) существует некоторый избыток свободной энергии, возникновение которого обусловлено нескомпенсированным межмолекулярным взаимодействием вследствие меньшего (по сравнению с объемом) числа ближайших соседей у молекул, находящихся на границе раздела. Поскольку для образования двух новых поверхностей раздела необходимо преодолеть сопротивление сил межмолекулярного сцепления, величина удельной (в расчете на единицу площади) свободной поверхностной энергии тела, т. е. поверхностное натяжение у, численно равна половине энергии когезии 2 = Согласно эмпирическому уравнению Бачинского — Маклеода, [c.215]

Аппарат, пригодный для измерения действительной работы, затрачиваемой прп дроблении, описал также Гюндер [38]. Эта машина, известная как определитель твердости Брабендера, состоит пз дробилки типа кофейной мельницы, вращающийся дробящий элемент которой приводится в движение электродинамометром. Крутящий момент кожуха динамометра предназначен Д.ЛЯ измерения сопротивления, оказываемого образцом вращению дробящего элемента. Крутящий момент записывается автоматически. С помощью этой машины данные, пригодные для определения энергии, потребной д,ля образования единицы новой поверхности, получены не бы.т/и. [c.343]

ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ — энергия, необходимая для образования единицы новой поверхности. Количественно П. э. может быть определена из общего выражения для внутренней энергии системы и—Р- Т8. В применении к процессу образования новой новерхности [/—П. э., F поверхностное натяжение (обознач. а) а ТЗ — тепловой эффект процесса. Т. к. 3 = , то Гиббса — Гельмгольца уравнение [c.49]

ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ — работа образования единицы новой поверхности (свободная энергия единицы поверхности), или, что то же, сила, действующая на поверхности (касательная к ней) и стремящаяся сократить свободную поверхность тела до наименьших возможных пределов при заданном объеме. П. п. измеряется либо в эрг/см" , либо в дш1.1с.и, в соответствии с определением. Является важной физико-химич. характеристикой твердых и жидких тел. У жидкостей в связи с наличием текучести П. п. приводит к наглядным эффектам и легко измеримо, тогда как у твердых тел определяется с большими трудностями и, как правило, косвенными методами. Т. к. наименьшей поверхностью при заданном объеме обладает шар, то жидкость в отсутствии внешних сил под действпем своего П. н. принимает форму шара, что можно обнаружить ( в отсутствии смачивания) на малых каплях, для к-рых сила тяжести меньше П. н. (ртуть на стекле). Собственная шарообразная форма жидкости может быть реализована также и в сравнительно больших объемах в тех случаях, когда одна жидкость взвешена в другой, [c.51]

По определению, поверхностное натяжение макроскопической фазы численно равно работе образования единицы новой поверхности данной фазы на ее границе раздела с другой фазой. Предположим, что новая поверхность площадью S = V /bo, (где Ьо — толщина монослоя) образуется в результате разрушения кристалла объемом V под действием внешней силы (точнее, энергии) U, значение которой достаточно для преодоления энергии когезии решетки AH V. Согласно результатам экспериментальной проверки модели колебательного плавления кристаллов (см. [283]), разрушение кристаллической решетки большого числа веществ наступает при критическом значении среднеквадратичной амплитуды тепловых колебаний <а > = (Ь/йо) = 0,15—0,20 (где Ь и Ьо — межплоскостные расстояния решетки при температуре колебательного плавления н О К). С учетом этого обстоятельства можно приближенно положить U = ia )AH V, откуда получаем выражение для расчета поверхностной свободной энергии кристалла о I/72S = ((а )/2) йо (VIII. 29) [c.217]

В опытах Пападакиса [130] была использована механическая ступка, в которой кварцевый песок сжимался медленно двигающимся поршнем. Ход поршня и возникающие при сжатии усилия фиксировались, что дало возможность вычислить работу, затрачиваемую на измельчение. В рассчитанную величину работы входила также работа деформирования инструмента, сжатия объема кварцевого песка и его уплотнения. По окончании серии испытаний пробу песка дезагрегировали в воде, высушивали и определяли ее удельную поверхность методом воздухопроницаемости. Результаты опытов, приведенные на рис. 39, свидетельствуют о прямолинейной зависимости между затратами энергии и приростом удельной поверхности. Характерно, что затраты энергии на образование единицы новой поверхности при таколг способе разрушения, составляющие 16 10 эрг см , оказались значительно выше, чем для случая измельчения в вибромельпице (рис. 39). Разница между этой величиной и затратами энергии в чистом виде (по рис. 38 и 40), составляющими 3-10 —4-10 эрг/сл1, определяет непроизводительный расход энергии на привод, деформацию мелющих тел, трение между частицами и преодоление сил сцепления между ними — дезагрегацию. [c.146]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология