| Главная | Регистрация | Вход | RSS | Вторник, 2012-05-22, 7:42 AM |
Готовое домашние задание | |
| Приветствую Вас Гость |
| 5 класс | 6 класс | 7 класс | 8 класс | 9 класс | 10 класс | 11 класс | |
Алгебра |  | | | | | | |
Геометрия | | | | | |||
Русский язык | | | | | | | |
Химия | | | | ||||
Физика | | | | | | ||
Немецкий язык | | | | ||||
Английский язык | | | | |
|
ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ Попробуем увеличить поверхность тела, сохранив его объем. Растянем, например, пленку жидкости. Упругое растяжение, как у резины, не произойдет, расстояние между молекулами не увеличится. Просто все новые и новые молекулы будут переходить из объема жидкости на ее поверхность, образуя поверхностный слой толщиной в молекулу - мономолекулярный слой. Представим себе молекулы плотно упакованными в поверхностном слое в виде одинаковых кубиков. Размер молекулы, т. е. ребро кубика (b), составляет около 3-5 ангстрем (А). 1A=10-8 см. Следовательно, площадь, занятая молекулой (b2), равна 10-25 A2, а Л число молекул на 1см2 слоя (n1=1/b2) - около 1015. На каждую молекулу слоя действует сила f, направленная внутрь жидкости, и, чтобы вывести молекулу на поверхность, надо затратить работу, приблизительно равную произведению силы f на путь b. Работа образования 1 см2 поверхностного слоя, или поверхностное натяжение, выразится так: (=fb nl=f/b. (1) Эта величина определяет избыток свободной энергии, сосредоточенной в каждом квадратном сантиметре слоя на границе двух любых тел. Эта энергия называется свободной, потому что ее можно использовать для совершения механической работы; подобную же энергию приобретает груз, поднятый на определенную высоту. Так активируются молекулы-пограничники. Поверхностное натяжение иначе можно назвать удельной свободной поверхностной энергией. Его можно рассматривать как энергию активации всех n1 молекул в 1 см2 слоя. На одну молекулу эта энергия составляет (/n1=fb=(b2. Если поверхность тела S см2, то свободная поверхностная энергия равна (S. У дисперсных тел с очень сильно развитой поверхностью эта энергия может быть очень велика. Сравним измеренные значения а в эрг/см3 при 20° Ц на поверхностях раздела некоторых жидкостей с собственным паром. У углеводорода гептана С7Н16 (=20, у воды (=73, у ртути ( =480. Для большинства металлов а вблизи точки плавления лежит между 500 и 2000 эрг/см2. У малолетучих тел поверхностное натяжение на границе с воздухом характеризует молекулярные силы сцепления. Из уравнения (1) f=(b, считая (=500 эрг/см2, а b=410-8 см, находим f=210-5 дин. Эта сила очень мала - она соответствует весу двух стотысячных долей миллиграмма! Но помножьте ее на все n1 молекул, и вы получите идеальную, т. е. наибольшую, прочность твердого тела на разрыв: Pm=f n1=f/b2(1010 дин/см2. Стержень из такого материала сечением 1 см2 выдержит вес 10 m! КАПЛИ НА ПОВЕРХНОСТИ. СМАЧИВАНИЕ. ФОРМА ЖИДКИХ ТЕЛ Если каплю жидкости поместить на гладкую сухую поверхность, например на стеклянную пластинку, то она либо полностью растечется, покрыв пластинку пленкой, либо останется на месте. В первом случае произойдет полное смачивание: силы сцепления жидкости с твердым телом на их общей границе, т. е. силы прилипания, превысят сцепление молекул самой жидкости; во втором - силы 413 прилипания окажутся меньше сил сцепления молекул жидкости и капля не растечется в пленку, полного смачивания не будет. Капля останется сидеть на пластинке, образуя с ней краевой угол; чем он больше, тем хуже смачивание. Если краевой угол тупой, как например у ртути на стекле или у воды на парафине, капля свободно бегает по пластинке, не оставляя на ней следа. Поверхность, образующую тупой краевой угол с каплей воды, называют гидрофобной (в переводе с греческого - ненавидящий воду) или водоотталкивающей. Строго говоря, это неправильно, так как сама вода не отталкивается, а притягивается к любым поверхностям, но силы прилипания к гидрофобным поверхностям так малы, что не могут преодолеть силы сцепления между молекулами воды в капле. Чем больше поверхностное натяжение жидкости на границе с ее паром, тем хуже она смачивает твердую поверхность. Углеводородные жидкости - нефть и минеральные масла (=20-30 смачивают все сухие твердые поверхности, вода ((=73) не |
| Copyright MyCorp © 2012 |
| Бесплатный конструктор сайтов - uCoz |
