Розклинюючий тиск — надлишковий тиск в тонкій плівці-прошарку (газової або рідкої), що розділяє дві фази, в порівнянні з тиском в об'ємній фазі, з якій утворилася прошарок. Розклинюючий тиск виникає в стані термодінамічної рівноваги системи за умов, коли в прошарку при її повільному (квазірівноважнному) потоншенні перекриваються міжфазні шари, в яких діють поверхневі сили (див. Поверхнева енергія). При товщині прошарку h розклинюючий тиск П (h) дорівнює різниці між тиском p1 на поверхні прошарку і тиском р0 в тій об'ємній фазі, з якої утворилася прошарок шляхом потоншання:
- П (h) = p1-p0.
Визначається рівнянням:
где
- Пd — розклинюючий тиск, N/m²
- A — площа поверхні на якій відбувається взаємодія площин, m²
- G — енергія Гіббса взаємодії двох поверхонь, J
- x — відстань, m
- Індекси Т, V і А означають, що температура, об'єм і площа поверхні залишаються постійними в похідній.
Позитивний розклинюючий тиск перешкоджає потоншанню плівки під дією зовн. сил, негативний розклинюючий тиск призводить до мимовільного потоншання плівки до товщини, при якій розклинюючий тиск стає позитивним, аж до розриву плівки. Для системи з двох фаз при сталості т-ри Т, об'ємного тиску р і хім. потенціалів компонентів mi зміна товщини прошарку пов'язана з вільною енергією Гіббса.
В першому наближенні, вважаючи вклад сил різної природи в розклинюючий тиск адитивним, для П(h) в загальному випадку маємо:
- П(h) = Пе(h) + Пm(h) + Пs(h) + Па(h) + Пс(h)
де Пе — йонна-електростатична складова, пов'язана з перекриттям дифузних йонних шарів; Пm — молекулярна складова, обумовлена силами дисперсійної взаємодії міжфазних зон, в яких тензор флуктуаційного електромагнітного поля анізотропний; Пs — структурна складова, викликана перекриттям граничних шарів рідини зі зміжною структурою; Па — адсорбційна складова, пов'язана з перекритям дифузних адсорбційних шарів нейтральних молекул в нейонних розчинах; Пс — складова, обумовлена «стеричною» взаємодією адсорбційних шарів ПАР або полімерів.
Див. також
Джерела і література
- Розклинюючий тиск [ 13 лютого 2011 у Wayback Machine.]
- A. Adamson, A. Gast, «Physical Chemistry of Surfaces», 6th edition, John Wiley and Sons Inc., 1997, page 247.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Rozklinyuyuchij tisk nadlishkovij tisk v tonkij plivci prosharku gazovoyi abo ridkoyi sho rozdilyaye dvi fazi v porivnyanni z tiskom v ob yemnij fazi z yakij utvorilasya prosharok Rozklinyuyuchij tisk vinikaye v stani termodinamichnoyi rivnovagi sistemi za umov koli v prosharku pri yiyi povilnomu kvazirivnovazhnnomu potonshenni perekrivayutsya mizhfazni shari v yakih diyut poverhnevi sili div Poverhneva energiya Pri tovshini prosharku h rozklinyuyuchij tisk P h dorivnyuye riznici mizh tiskom p1 na poverhni prosharku i tiskom r0 v tij ob yemnij fazi z yakoyi utvorilasya prosharok shlyahom potonshannya Rozklinyuyuchij tiskRis 1 Izotermi rozklinyuyuchogo tisku zmochuyuchih plivok za B V Deryaginim ta M V Churayevim h tovshina plivki P rozklinyuyuchij tisk 1 tovsti 100 nm stabilni plivki horosha zmochuvanist 2 tovsti metastabilni b plivki yaki pri prorivi perehodyat u tonki 10 nm termodinamichno stijki a plivki 3 tonki a plivki 1 nm pogana zmochuvanist P h p1 p0 Viznachayetsya rivnyannyam PD 1A G x T V A displaystyle Pi D 1 over A left frac partial G partial x right T V A gde Pd rozklinyuyuchij tisk N m A plosha poverhni na yakij vidbuvayetsya vzayemodiya ploshin m G energiya Gibbsa vzayemodiyi dvoh poverhon J x vidstan m Indeksi T V i A oznachayut sho temperatura ob yem i plosha poverhni zalishayutsya postijnimi v pohidnij Pozitivnij rozklinyuyuchij tisk pereshkodzhaye potonshannyu plivki pid diyeyu zovn sil negativnij rozklinyuyuchij tisk prizvodit do mimovilnogo potonshannya plivki do tovshini pri yakij rozklinyuyuchij tisk staye pozitivnim azh do rozrivu plivki Dlya sistemi z dvoh faz pri stalosti t ri T ob yemnogo tisku r i him potencialiv komponentiv mi zmina tovshini prosharku pov yazana z vilnoyu energiyeyu Gibbsa V pershomu nablizhenni vvazhayuchi vklad sil riznoyi prirodi v rozklinyuyuchij tisk aditivnim dlya P h v zagalnomu vipadku mayemo P h Pe h Pm h Ps h Pa h Ps h de Pe jonna elektrostatichna skladova pov yazana z perekrittyam difuznih jonnih shariv Pm molekulyarna skladova obumovlena silami dispersijnoyi vzayemodiyi mizhfaznih zon v yakih tenzor fluktuacijnogo elektromagnitnogo polya anizotropnij Ps strukturna skladova viklikana perekrittyam granichnih shariv ridini zi zmizhnoyu strukturoyu Pa adsorbcijna skladova pov yazana z perekrityam difuznih adsorbcijnih shariv nejtralnih molekul v nejonnih rozchinah Ps skladova obumovlena sterichnoyu vzayemodiyeyu adsorbcijnih shariv PAR abo polimeriv Div takozhBlizka gidrodinamichna vzayemodiyaDzherela i literaturaRozklinyuyuchij tisk 13 lyutogo 2011 u Wayback Machine A Adamson A Gast Physical Chemistry of Surfaces 6th edition John Wiley and Sons Inc 1997 page 247