30)Адгезия, когезия, уравнение Дюпре

Адгезия (прилипание) – межфазное взаимодействие, или взаимодействие между приведенными в контакт поверхностями разных конденсированных тел.

когезия (от лат. cohaesus — связанный, сцепленный), сцепление молекул (атомов, ионов) физического тела под действием сил притяжения. Это силы межмолекулярного взаимодействия, водородной связи и (или) химической связи. Они определяют совокупность физических и физико-химических свойств вещества: агрегатное состояние, летучесть, растворимость, механические свойства и т.д. Интенсивность межмолекулярного и межатомного взаимодействия (а, следовательно, силы К.) резко убывает с расстоянием. Мерой интенсивности межмолекулярного взаимодействия служит плотность энергии когезии. Она эквивалентна работе удаления взаимно притягивающихся молекул или атомов на бесконечно большое расстояние друг от друга, что практически соответствует испарению или сублимации вещества.

W(адс)= σ_(2,1)+σ_(3,1)- σ _(2,3) (уравнение Дюпре)

Оно отражает закон сохранения энергии при адгезии: работа адгезии тем больше, чем больше поверхностное натяжение исходных компонентов и чем меньше конечное межфазное натяжение.

Например: Адгезия имеет место в процессах склеивания, пайки, сварки, нанесения покрытий. Адгезия матрицы и наполнителя композитов (композиционных материалов) является также одним из важнейших факторов, влияющих на их прочность.

Склеивание обусловлено образованием прочной адгезионной связи между прослойкой клея и материалами соединяемых поверхностей. На прочность клеевого шва влияет и когезия клея к поверхности.

31) Закон Кельвина

характеризует изменение давления пара жидкости или растворимости тв. тел, вызванное искривлением поверхности раздела смежных фаз (жидкость — пар, тв. тело — жидкость). Так, над сферич. каплями жидкости давление насыщ. пара р повышено по сравнению с давлением насыщ. пара р0 над плоской поверхностью при той же темп-ре Т, а над вогнутыми соотв. понижено. Растворимость с тв. в-ва с выпуклой поверхностью выше (с вогнутой — ниже), чем растворимость с0 плоских поверхностей того же в-ва. К. у. получено У. Томсоном в 1871 из условия равенства химических потенциалов в смежных фазах, находящихся в состоянии термодинамич. равновесия, и имеет вид:

p/p0=c/c0=exp(2σv/rRT),

где r — радиус ср. кривизны поверхности раздела фаз, σ — межфазное поверхностное натяжение, v — молярный объём жидкости или тв. тела, R — универсальная газовая постоянная.

32) Закон Гиббса-Оствальда

Соотношение для зависимости растворимости с(r) вещества капель и кристаллов от их размера (уравнение Гиббса – Оствальда – Фрейндлиха):

,

где с₀ – растворимость макроскопической фазы.

33) Изотермическая перегонка

увеличение объема крупных капель за счет уменьшения мелких. При этом вследствие повышенного давления паров жидкости с более высокой кривизной поверхности происходит испарение мелких капель и последующая их конденсация на более крупных каплях. Для жидкости, находящейся на твердой подложке, существенная роль в переносе вещества от мелких капель к крупным играет поверхностная диффузия. Изотермическая перегонка твердых частиц может происходить через жидкую фазу вследствие повышенной растворимости более мелких частиц.

Пример: Очистка аммиака методом изотермической перегонки. Коалесценция капель воды наряду с изотермической перегонкой является причиной выполнения атмосферных осадков (дождя, росы) из облаков и тумана.

Спекание керамики и других порошков, в том числе с участием топохимических реакций