Вы можете отметить интересные вам фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.


Поверхностное натяжение

Перевод
Поверхностное натяжение
        важнейшая термодинамическая характеристика поверхности раздела фаз (тел), определяемая как работа обратимого изотермического образования единицы площади этой поверхности. В случае жидкой поверхности раздела П. н. правомерно также рассматривать как силу, действующую на единицу длины контура поверхности и стремящуюся сократить поверхность до минимума при заданных объёмах фаз. Применительно к легкоподвижным поверхностям оба определения равнозначны, но первое предпочтительнее, т.к. имеет более ясный физический смысл. П. н. на границе двух конденсированных фаз обычно называется межфазным натяжением. Работа образования новой поверхности затрачивается на преодоление сил межмолекулярного сцепления (когезии (См. Когезия)) при переходе молекул вещества из объёма тела в Поверхностный слой. Равнодействующая межмолекулярных сил в поверхностном слое не равна нулю (как в объёме тела) и направлена внутрь фазы с большей когезией. Таким образом, П. н. — мера некомпенсированности межмолекулярных сил в поверхностном (межфазном) слое или, что то же, избытка свободной энергии (См. Свободная энергия) в поверхностном слое по сравнению со свободной энергией в объёмах соприкасающихся фаз. В соответствии с определениями П. н. его выражают в дж/м2 или н/м (эрг/см2 или дин/см).
         Благодаря П. н. жидкость при отсутствии внешних силовых воздействий принимает форму шара, отвечающую минимальной величине поверхности и, следовательно, наименьшему значению свободной поверхностной энергии (См. Поверхностная энергия). П. н. не зависит от величины и формы поверхности, если объёмы фаз достаточно велики по сравнению с размерами молекул; при повышении температуры, а также под действием поверхностно-активных веществ (См. Поверхностно-активные вещества) оно уменьшается. Расплавы металлов имеют наибольшее среди жидкостей П. н., например у платины при 2000 °С оно равно 1820 дин/см, у ртути при 20 °С — 484. П. н. расплавленных солей значительно меньше — от нескольких десятков до 200—300. П. н. воды при 20 °С — 72,8, а большинства органических растворителей — в пределах 20—60. Самое низкое при комнатной температуре П. н. — ниже 10 — имеют некоторые фторуглеродные жидкости.
         В общем случае многокомпонентных систем в соответствии с термодинамическим уравнением Гиббса при адсорбции изменение П. н.
         — dσ = Г1dμ1 + Г2dμ2 +...,
        где Г1, Г2,... — поверхностные избытки компонентов 1, 2,..., т. е. разность их концентраций в поверхностном слое и объёме раствора (или газа), a dμ1, dμ2,... —изменения химических потенциалов соответствующих компонентов (знак «минус» показывает, что П. н. при положительной адсорбции уменьшается). Разницей в П. н. чистой жидкости и жидкости, покрытой адсорбционным монослоем, определяется Поверхностное давление.
         На легкоподвижных границах жидкость — газ (пар) или жидкость — жидкость П. н. можно непосредственно измерить многими методами. Так, широко распространены способы определения П. н. по массе капли, отрывающейся от конца вертикальной трубки (сталагмометра); по величине максимального давления, необходимого для продавливания в жидкость пузырька газа; по форме капли (или пузырька), лежащей на плоской поверхности, и т.д. Экспериментальное определение П. н. твёрдых тел затруднено из-за того, что их молекулы (или атомы) лишены возможности свободного перемещения. Исключение составляет пластическое течение металлов при температурах, близких к точке плавления. Ввиду анизотропии (См. Анизотропия) кристаллов П. н. на разных гранях кристалла различно. Понятия П. н. и свободной поверхностной энергии для твёрдых тел не тождественны. Дефекты кристаллической решётки, главным образом Дислокации, ребра и вершины кристаллов, границы зёрен поликристаллических тел, выходящие на поверхность, вносят свой вклад в свободную поверхностную энергию. П. н. твёрдых тел обычно определяют косвенно, исходя из межмолекулярных и межатомных взаимодействий. Величиной и изменениями П. н. обусловлены многие Поверхностные явления, особенно в дисперсных системах (см. также Капиллярные явления),
         Л. А. Шиц.
        
         В живых организмах П. н. клетки — один из факторов, определяющих форму целой клетки и её частей. Для клеток, обладающих жёсткой или полужёсткой поверхностью (многие микроорганизмы, инфузории, клетки растений и т.д.), значение П. н. невелико. У клеток, лишённых прочной надмембранной структуры (большинство клеток животных, некоторые простейшие, сферопласты бактерий), П. н. в основном определяет конфигурацию (клетки, находящиеся во взвешенном в жидкости состоянии, приобретают форму, близкую к сферической). Форма клетки, прикрепленной к какому-либо субстрату или к др. клеткам, зависит преимущественно от др. факторов — цитоскелета, образуемого микротрубочками, контактных структур и т.д. Полагают, что локальные изменения П. н. существенны в таких явлениях, как Фагоцитоз, Пиноцитоз, Гаструляция. Определение П. н. клетки — сложная экспериментальная задача; обычно П. н. клетки не превышает несколько дин/см (10-3 н/м).
         Л. Г. Маленков.
        
         Лит.: Адам Н. К., Физика и химия поверхностей, пер. с англ., М.—Л., 1947; Surface and colloid science, ed. E. Matijevié, v. 1, N. Y. — [a. o.], 1969. см. также лит. при ст. Поверхностные явления.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

См. также в других словарях:

  • ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ — ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ, сила протяжения, с к рой каждый участок поверхностной пленки (свободной поверхности жидкости или же любой поверхности раздела двух фаз) действует на смежные части поверхности. Внутреннее давление и П. н. Поверхностный… …   Большая медицинская энциклопедия

  • ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ — термодинамич. характеристика поверхности раздела 2 фаз (тел), определяемая работой обратимого изотермич. образования единицы площади этой поверхности. Измеряется в Дж/м2 или Н/м. В случае жидкой поверхности раздела П. н. можно рассматривать также …   Физическая энциклопедия

  • ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ — стремление вещества (жидкости или твердой фазы) уменьшить избыток своей потенциальной энергии (поверхностную энергию) на границе раздела с газовой фазой (напр., с собственным паром) или др. жидкой или твердой фазой. Определяется как работа,… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ — ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ, сила, испытываемая молекулами жидкости на поверхности (сильнее всего на границе газ жидкость) и направленная в глубину объема жидкости. Из за поверхностного натяжения жидкость всегда принимает форму, соответствующую… …   Современная энциклопедия

  • ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ — ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ, молекулярная сила, связанная с граничным слоем жидкости. Из за поверхностного натяжения жидкость ведет себя так, будто на ее поверхности находится пленка. Когезионные силы, или силы сцепления, в этой пленке стремятся… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • Поверхностное натяжение — Монета, лежащая на воде благодаря силе поверхностного натяжения …   Википедия

  • поверхностное натяжение — [surface tension] термодинамическая характеристика поверхности раздела фаз, определяемая как работа обратимого изотермического образования единицы площади этой поверхности. Работа образования новой поверхности затрачивается на преодоление сил… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • поверхностное натяжение — стремление вещества (жидкости или твердой фазы) уменьшить избыток своей потенциальной энергии (поверхностную энергию) на границе раздела с газовой фазой (например, с собственным паром) или другой жидкой или твердой фазой. Определяется как работа …   Энциклопедический словарь

  • Поверхностное натяжение — ► capillary (surface) tension Стремление жидкости уменьшить свою поверхность. В силу большого поверхностного натяжения нефти, ее пленки на воде имеют округлую форму и при разделении такой пленки на части последние немедленно соединяются вновь в… …   Нефтегазовая микроэнциклопедия

  • Поверхностное натяжение — Interfacial tension Поверхностное натяжение. Сила сжатия, действующая на поверхности раздела между двумя фазами. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО Профессионал , НПО Мир и семья ; Санкт Петербург, 2003… …   Словарь металлургических терминов

Книги

Другие книги по запросу «Поверхностное натяжение» >>