ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ


ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ
ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ

       
избыток энергии поверхностного слоя на границе раздела фаз (по сравнению с энергией в-ва внутри тела), обусловленной различием межмолекулярных взаимодействий в обеих фазах. При увеличении поверхности раздела, т. е. при переводе молекул (атомов) в поверхностный слой, совершается работа против нескомпенсированных сил межмолекулярного вз-ствия у границы раздела, равная удельной с в о б о д н о й П. э. s (для жидких поверхностей она тождественна поверхностному натяжению). Полная П. э. u=s-Т(дs/дТ), где второй член представляет собой скрытую теплоту образования единицы площади поверхности (с в я з а н н а я э н е р г и я) в необратимом изотермич. процессе при тем-пре Т. Величина дs/дТ — удельная п о в е р х н о с т н а я э н т р о п и я (обычно отрицат. величина). Свободная П. э. линейно уменьшается с ростом Т, полная П. э. явл. температурным инвариантом, но для полярных жидкостей она может несколько возрастать за счёт диссоциации. Вблизи критической температуры Tкр различие св-в соседствующих объёмных фаз нивелируется и при Т= Tкр исчезает.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.

ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ
- избыток(по сравнению с объёмными фазами) энергии поверхностного слоя между соприкасающимисяфазами, приходящийся на единицу площади разделяющей поверхности. Если последняяделит двухфазную систему А - В на части с объёмами V А и VB, то П. э. равна 15058-26.jpgгде U - внутр. энергия системы, и А, <В - плотностиэнергии в объёме фаз А и В. Аналогично определяются поверхностнаяэнтропия 15058-27.jpgсвободная П. э.15058-28.jpg15058-29.jpgи др. поверхностные термодинамич. потенциалы. Их численные значения зависятот положения разделяющей поверхности, к-рое для плоских поверхностей обычновыбирается из условия равенства нулю адсорбции одного из компонентов (эквимолекулярнаяповерхность). В однокомпонентной системе уд. П. э.15058-30.jpgи уд. свободная П. э.15058-31.jpg (см. Поверхностное натяжение )связаны ур-нием Гиббса - Гельмгольца:

15058-32.jpg

Для границы жидкость - газ 15058-33.jpg15058-34.jpg- уд. поверхностная энтропия) и 15058-35.jpgВ отличие от поверхностного натяжения П. э. слабо зависит от темп-ры.
Свободная П. э. определяет работу образованиязародышей новой фазы и свободную энергию акттвации процесса фазового превращения. <Существование свободной П. э. и поверхностного натяжения является причинойвозникновения метастабильных состояний (состояний переохлаждения, <пересыщения). Свободная П. э. определяет процессы диспергпрования, адгезиии смачивания. При низком значении свободной П. э. возникает самопроизвольноедиспергпрованпе фаз, происходящее, напр., вблизи критич. состояния. Присмачивании погружением изменение свободной П. э. определяет работу смачивания(правило Дюпре). При неполном смачивании свободная П. э., входя в ур-ниеЮнга, определяет равновесную форму капли или пузыря и величину краевогоугла (см. Смачивание).
Равновесная форма анизотропного тела вобщем случае определяется минимумом свободной П. э. при заданном объёметела V (принцип Гиббса - Кюри):

15058-36.jpgV =const (суммирование по всем возможным i поверхностямс площадями А i). Согласно правилу Вульфа (1895), вытекающемуиз принципа Гиббса - Кюри, равновесная форма монокристалла характеризуетсяналичием точки (точки Вульфа), расстояния hi от к-ройдо граней кристалла пропорциональны их свободным П. э.:15058-37.jpg= const. Чем выше свободная П. э. грани, тем меньше её вклад в свободнуюП. э. всего кристалла. В соответствии с принципом Гиббса - Кюри для изотропноготела равновесная форма - шарообразная, она присуща каплям и пузырям в отсутствиевнеш. полей. Этот принцип определяет также форму мицелл (см. Поверхностно-активныевещества, Полимеры).
Кроме П. э. и её аналогов в термодинамикеповерхностных явлений рассматриваются характеристики межфазных линий, к-рыемогут возникать как при пересечении поверхностей, так и в пределах однойповерхности, если на ней происходит двумерный фазовый переход. Избытокэнергии на межфазной линии называют линейной энергией. Существуют понятиялинейной свободной энергии и др. одномерных аналогов поверхностных величин. <Свободная линейная энергия влияет на кинетику двумерных фазовых превращений, <кинетику гетерогенной нуклеации, определяет краевой угол малых капель ипузырьков на жидкой и твёрдой поверхности. Линейная свободная энергия вноситвклад в формирование равновесной формы малых кристаллов.

Лит.: Русанов А. И., Фазовые равновесияи поверхностные явления, Л., 19С7; Гиббс Д. В., Термодинамика. Статистическаямеханика, пер. с англ., М., 1982; Роулинсон Дж., Уидом Б., Молекулярнаятеория капиллярности, пер. с англ., М., 1986.

А. И. Русанов.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Смотреть что такое "ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ" в других словарях:

  • ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ — энергия, сосредоточенная на границе раздела фаз, избыточная по сравнению с энергией в объеме. При увеличении пов сти раздела фаз уд. полная П. э. (на единицу пов сти) e характеризует увеличение энергии системы. Она равна сумме мех. работы s… …   Химическая энциклопедия

  • ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ — избыток потенциальной энергии вещества, определяемой всеми взаимодействиями частиц, у поверхности какого либо тела по сравнению с энергией в объеме …   Большой Энциклопедический словарь

  • поверхностная энергия — избыток потенциальной энергии вещества, определяемой всеми взаимодействиями частиц, у поверхности какого либо тела по сравнению с энергией в объёме. * * * ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ, избыток потенциальной энергии вещества,… …   Энциклопедический словарь

  • поверхностная энергия — paviršinė energija statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Paviršinio sluoksnio dalelių energijos perteklius palyginti su jų energija fazės tūryje. atitikmenys: angl. surface energy vok. Oberflächenenergie, f rus.… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • поверхностная энергия — paviršinė energija statusas T sritis chemija apibrėžtis Paviršinio sluoksnio dalelių energijos perteklius, lyginant su jų energija fazės tūryje. atitikmenys: angl. surface energy rus. поверхностная энергия …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • поверхностная энергия — paviršinė energija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. surface energy vok. Oberflächenenergie, f rus. поверхностная энергия, f pranc. énergie superficielle, f …   Fizikos terminų žodynas

  • Поверхностная энергия —         в термодинамике, избыток энергии в тонком слое вещества у поверхности соприкосновения тел (фаз) по сравнению с энергией вещества внутри тела. Полная П. э. складывается из работы образования поверхности, т. е. работы, необходимой для… …   Большая советская энциклопедия

  • ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ — избыток энергии поверхностного слоя на границе раздела фаз по сравнению с соответствующей объёмной энергией самих фаз, обусловленный различием межмолекулярных взаимодействий в обеих фазах. П. э. пропорциональна площади поверхности раздела фаз,… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ — избыток потенциальной энергии в ва, определяемой всеми взаимодействиями частиц, у поверхности к. л. тела по сравнению с энергией в объёме …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ — – избыток энергии поверхностного слоя на границе раздела фаз, обусловленный различием межмолекулярных взаимодействий в обеих фазах …   Палеомагнитология, петромагнитология и геология. Словарь-справочник.


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.