Hatása felület görbülete a fázis egyensúlyi
Eddig megvizsgáltuk felszíni jelenségek olyan rendszerekben, amelyekben az egyidejűleg létező fázisokat elválasztjuk határfelület átlépéséhez síkban (a nagy görbületi sugárral - lásd alább.). A görbület a felület megváltoztatja a termodinamikai rendszer tulajdonságait, és tesz néhány fontos hatása kapcsolatos számos kapilláris jelenségek.
A nyomás a érintkezésbe fázisokat szétválasztjuk egy lapos felület egyensúlyi azonosak. Ezzel szemben, a nyomás a fázisokat szétválasztjuk görbült felület, például gömb, különböznek.
Példa. Ez jól látható a példa a képződését szappanbuborékok, ha maradt a nyitott cső nyílása az intézkedés alapján nagyobb nyomás a légbuborék jön ki, és a buborék mérete csökkenni fog, amíg a eltűnése. Ez csökkenti a felszínen a buborék, és a kapcsolódó felszíni energia.
Túlnyomás csökkenésével növekszik buborék sugara (a lekerekítési sugár - lásd alább.) Bizonyulhat buborék fújó két különböző méretű, majd egyesíti őket: a kis buborék csökkenni fog, és egy nagy növekedés, amíg a teljes átadása a levegő a kis és nagy.
Emlékezzünk, hogy mivel a felesleges felületi energiáját a folyékony fázis miatt a mobilitás válik gömb alakú körülmények súlytalanság. A víz a folyók, tengerek, tavak, van egy sima felületre csak azért, mert a gravitációs erő (F). A csökkenő mennyiségű folyékony csökken annak a szerepet, mivel F
d 2; Ssp = ↑. A változó szerepe felületi energia nyilvánul meg a megjelenését a felület görbülete a folyékony fázis.
Tekintsük a változás a telített folyadék gőznyomást egy görbülete felületén (az úgynevezett telített gőz, egyensúlyban a folyadék) három esetben: egy lapos folyadék felszínén, a folyadék felülete homorú és domború felülete a folyadék (ris.2.29)
Ris.2.29. Intermolekuláris kölcsönhatások a görbült felületen a folyadék
A legintenzívebb közötti kölcsönhatás a folyadék a felületi réteg figyelhető meg az esetben, a konkáv felület (2). Itt minden felszíni molekula körül maximális száma „szomszédok”. Hozam ez a gázfázisú ebben az esetben lenne szükség a legnagyobb mennyiségű energiát. Ezért várható, hogy több mint a homorú a telített gőz nyomás a minimális felületi.
Abban az esetben, egy konvex felülete a folyadék (3) a molekulák számát környező a kiválasztott felületi molekula, és a legalacsonyabb, illetve a telített gőz nyomása maximális lesz. Átlagos pozíció által elfoglalt egy sima felületre.
Így a telített gőz nyomása függ a görbület a folyadék felszínén: több mint a konvex felület jobban homorú, és több mint ez kevesebb, mint a sík felett. És minél nagyobb a felület görbülete, annál egymástól eltérő át a nyomás sík és ívelt felületre.
Tekintsük a hatásának eredményeként görbületi közötti interfész két nem elegyedő folyadék, hogy a belső P nyomás a érintkező fázisok.
Ábra. 2.30. Hatása felület görbülete a belső nyomás ebben a részben
A felület görbületi okoz változást a területen, és a helyzet a felület, amely képes kifejezni egy változást felületi energia (# 963; DS), a változás fázis 1 és 2. kötet: DV1 = -dV2, ami egy változást az energia # 916; E 1. és 2. fázis # 916; E1 = p1 és DV1 # 916; E2 = P2 DV2 (P1 és P2 - belső nyomása fázisok).
Az arány közötti felületi energiával és az „ömlesztett” írhatók segítségével az általánosított egyenlet az 1. és 2. képest a termodinamikai törvények Helmholtz F energia T = const:
Amikor a fázisegyensúlyi # 916; F = 0, akkor
(P1 - P2) DV2 + # 963; DS = 0, # 916; P = p2 - p1 = # 963; (2.101)
- a felület görbülete. Minél nagyobb a felületi feszültség, annál nagyobb a hatása a felület görbülete. A következtetés a következő egyenlettel: