Поверхностная энергия
Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Поверхностная энергия

Поверхностная энергия



Поверхностная энергия, также свободная поверхностная энергия, поверхностная энергия Гиббса — термодинамическая функция, характеризующая энергию межмолекулярного взаимодействия частиц на поверхности раздела фаз с частицами каждой из контактирующих фаз. Другое определение поверхностной энергии — это потенциальная энергия, которая сосредоточена на межфазной поверхности (границе раздела фаз), необходимая для образования единицы площади поверхности. Является избыточной по сравнению с энергией в объёме, то есть не равной нулю. Единица измерения в системе СИ — Дж/м2.

Существование свободной поверхностной энергии вместе с поверхностным натяжением является причиной возникновения метастабильных состояний (состояний переохлаждения, пересыщения).

Физическое описание

Поверхностная энергия прямо пропорциональна удельной энергии межфазного взаимодействия или поверхностному натяжению σ и удельной площади поверхности раздела фаз S:

G s = σ S {displaystyle {G_{s}=sigma S}} .

При бесконечно малом изменении:

d G s = σ d S {displaystyle {dG_{s}=sigma dS}}

Свободная поверхностная энергия Gs при постоянном давлении совпадает с термодинамической функцией — энергией Гиббса, характеризующей состояние поверхности раздела фаз в гетерогенных системах.

Вследствие зависимости величины Gs от поверхностного натяжения и удельной площади поверхности раздела фаз, все поверхностные явления происходят самопроизвольно, если при этом соблюдается одно из условий:

σ < 0 {displaystyle {sigma <0}} ,

либо

S < 0 {displaystyle {S<0}} ,

либо

Δ G s = Δ σ Δ S < 0 {displaystyle {Delta G_{s}=Delta sigma Delta S<0}} .

То есть в соответствии со вторым началом термодинамики — все самопроизвольные процессы происходят с уменьшением энергии системы. В данном случае с уменьшением энергии Gs.

К самопроизвольным процессам, происходящим с уменьшением величины Gs за счёт уменьшения площади поверхности фазы относятся:

  • коалесценция — процесс слияния частиц (укрупнения) капель или пузырей внутри подвижной среды (жидкости, газа) или на поверхности какого-либо тела.
  • коагуляция и флокуляция — процессы слипания и укрупнения частиц дисперсной фазы.

К самопроизвольным процессам, идущих с уменьшением величины Gs за счёт уменьшения значения поверхностного натяжения σ относятся: смачивание, адгезия, сорбционные процессы и т.д.


Добавлено Admin 21-05-2021, 14:00 Просмотров: 27
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent