Когезия мен адгезия. Когезия және адгезия жұмыстары
Белгілі
бір фазаның ішіндегі молекулалар,
атомдар және
иондардың өзара әрекеттесуін
когезия
деп
атайды. Ол заттың конденсацияланған
күйде өмір сүруін анықтайды. Гомогенді
жүйедегі
молекулалар, атомдар және
иондардың өзара әрекеттесу
(жабысу) қабілеті сан жағынан
когезия
жұмысының
шамасы
арқылы сипатталады. Когезия жұмысының
шамасы (
)
біртекті
денені изотермиялық жағдайда ажыратып,
бірлік бет жасауға жұмсалған энергияның
шамасы арқылы анықталады. Денені
ажыратқанда екі бет пайда болады,
сондықтан когезия жұмысының шамасы
беттік керілудің екі еселенген мәніне
тең болуы тиіс (7-сурет):
=2
(26)
Жанасушы әртүрлі екі фаза молекулаларының, атомдарының және иондарының арасындағы фазааралық әрекеттесу құбылысын адгезия деп атайды.
7-сурет. Когезия құбылысына түсініктеме
Адгезия
жүйенің
беттік энергиясын азайтуға бағытталатын
құбылыс.
Адгезия
барысында жүйенің
жалпы еркін энергиясы кемитіндіктен,
адгезия
өздігінен
жүретін құбылыс болып есептеледі.
Жанасушы
фазалар
арасындағы әрекеттесу
адгезия
жұмысы
(
)
арқылы сипатталады. Оның шамасы фазааралық
адгезиялық
байланыстарды үзіп, бірлік беттер
жасауға жұмсалған
энергияның мәні арқылы анықталады.
8-сурет. Адгезия құбылысына түсініктеме
Ауада жанасқан екі фазаны алатын болсақ (8-сурет), фазаларды бір-бірінен ажырату жұмысының шамасы жеке фазалардың беттік керілулерінің қосындысынан фазааралық керілудің мәнін алып тастағанға тең:
(27)
Бұл тендеуді Дюпре теңдеуі деп атайды. Бұдан мынаны аңғаруға болады: адгезия жұмысының шамасы жеке фазалардың беттік керілулері мен фазааралық керілудің мәндеріне байланысты. Неғұрлым жанасушы фазалардың беттік керілулері жоғары, ал фазааралық керілу томен болган сайын, адгезия жұмысының шамасы үлкен болады. Адгезия жұмысының шамасы, фазааралық әрекеттесудің берік екендігін көрсетеді
Жұғу құбылысы
Жұғу құбылысын қатты дененің бетіне сұйықты тамызу арқылы қарастырайық. Сұйықты қатты дененің бетіне тамызғанда мынадай жағдайлардың біреуі орындалуы тиіс.
Сұйық қатты дененің бетіне толық жұғады да, соның нәтижесінде ол дененің бетіне жайылып, біркелкі таралады. Жұғу бұрышы бұл кезде 0°-қа жуық келеді. Мұндай жағдай таза шынының бетіне суды тамызғанда байқалады. Толық жұғу сұйықтың молекулаларының қатты дененің молекулаларымен әрекеттесуі, олардың өзара әрекеттесуінен басым болғанда орын алады.
Сұйық қатты дененің бетіне шекті (жартылай) жұғады. Сонда сұйық қатты дененің бетінде белгілі бір пішінде (жартылай шар түрінде) қалып қояды. Жұғу бұрышы 0°-тан үлкен, 180°-тан кіші болады. Мұндай жағдай сұйық молекулаларының өзара әрекеттесу күші, сұйық молекулаларының қатты дене молекулаларымен әрекеттесу күшіне жуық болғанда байқалады. Шекті жұғу суды графиттің немесе күкірттің бетіне тамызғанда байқалады.
Сұйық қатты дененің бетіне мүлдем жұқпайды. Бұл кезде сұйық бетте шар тәрізді тамшы түрінде қалып қояды да, жұғу бұрышы 180°-қа жуық болады. Мұндай жағдай сұйық молекулаларының өзара әрекеттесу күші, олардың қатты дене молекулаларымен әрекеттесу күшінен басым болғанда орын алады. Мысалы суды парафиннің бетіне тамызғанда оның жұқпауы байқалады.
Шеткі жұғу бұрышы. Сұйықтың дененің бетіне жұғуы шеткі жұғу бұрышы (Ө) арқылы сипатталады. Сұйық тамшысын қатты дененің бетіне тамызғанда үш фазааралық бөлу беттері пайда болады: қатты дене-газ (қ/г), қатты дене-сұйық (қ/с) және сұйық-газ (с/г) бөлу беттері (9-сурет).
9 – сурет. Жұғу құбылысына түсініктеме