26)Правило Антонова

Правило Антонова связывает межфазное натяжение б(12) на границе двух не смешивающихся жидкостей 1 и 2 с б(1) и б(2) на границе с газом:б(12)=б1-б2. Основное условие -граничащие жидкости 1 и 2 не должны растворяться друг в друге.

Правило Антонова для контакта жидкости с твердой поверхностью

1) б(тж)=б(т)-б(ж). После подстановки в уравнение Юнга при б(т)>б(ж) получаем cos(tetta)=1, т.е происходит полное смачивание.

2)б(тж)=б(ж)-б(т)(при б(т)<б(ж)), подстановка дает cos(tetta)=2б(т)/б(ж) - 1

27) Эффект Марангони

Растекание жидкости с меньшим поверхностным натяжением на поверхности жидкости с большим поверхностным натяжением – проявление эффекта Марангони. Под этим эффектом понимают движение в поверхностных слоях, вызываемое градиентом поверхностного натяжения. Обычно неоднородность по поверхностному натяжению обусловлена неодинаковостью состава и температуры в разных точках межфазной поверхности. Течение происходит из области малых в область больших поверхностных натяжений вследствие самопроизвольного уменьшения энергии Гиббса поверхности.

Скорость ньютоновского течения раствора в межфазном слое:

v = k(dσ/dc)Δc, где

k – коэффициент пропорциональности

Δc – разность концентраций в поверхностном слое

Отсюда следует, что скорость поверхностного течения раствора тем выше, чем больше поверхностная активность растворенного вещества и чем больше разность концентраций в направлении движения. Эффект Марангони играет существенную роль в процессах массопереноса (экстракция, абсорбция). В частности, он влияет на устойчивость пленок (нанесение в центр капли воды спирта – разрыв капли; на спички в воде, собранные по центру тарелки, капнуть мыльную воду – спички переносятся к краям тарелки).

28) Зависимость смачиваемости от свойств твердой поверхности

На поверхностях реальных тв тел присутствуют шероховатости, неоднородности и т д. кроме того загрязнение поверхности, процессы испарения и адсорбции вызывают гистерезис смачивания. При наличии гистерезиса различают краевые углы натекания и отекания

При увеличении капли формируется краевой угол натекания, а при уменьшении – краевой угол оттекания. Максимальный угол- угол натекания, минимальный - угол отекания.

Где ψнт и ψот – потенциальные барьеры для статических углов натекания и отекания соответственно. Они измеряются в единицах поверхностного натяжения. При определении равновесного угла обычно принимают их равными.

Количественно шероховатость характеризуется высотой (глубиной) выступа (впадины) или с помощью коэффициента шероховатости (к). К-это отношение фактической площади поверхности (с учётом выступов и впадин) к её проекции на горизонтальную плоскость.

К=cosθш/cosθ

Уравнение Дерягина-Венселя.

Пример: влияние шероховатости поверхности(ворсинки на перьях водоплавающих плиц значительно увеличивают шероховатость их поверхности)

29) Смачивание нанокаплями

Смачивание нанокаплями.

Для небольших капель существенную роль играет еще оди термодинамический параметр - линейное натяжение. Физический смысл линейного натяжение заключается в следующем. Молекулы жидкости, которые находятся на линии смачивания АС непосредственно контактируют с молекулами двух соседних фаз(газ и твердое тело). Поэтому их энергетическая составляющая отличается от энергетической составляющей молекул жидкости на поверхности капли, где она граничит только с одной фазой(газом).

Избыточную энергию линии трехфазного контакта по сравнению с энергией поверхности жидкости называют линейным натяжением.

В отличие от поверхностного раздела фаз эту энергию относят к ед. длины.(дм/м).

Для малых капель краевой угол tetta расчитывается

cos(tetta)* = cos(tetta) - k/бr

k примерно равна 10^-7 - 10^-6. Поэтому существует вклад второго слагаемого в формуле дает при очень малых размерах r примерно равняется 1-10нм.

Линейное натяжение играет важную роль в процессах гетерогенного зарождения новой фазы, конденсации капеь на твердой поверхности.