Решение

1. Адгезия (прилипание, склеивание) – возникновение механической прочности при контакте поверхностей двух разных веществ. Причиной адгезии является молекулярное притяжение контактирующих веществ или их химическое взаимодействие. Термодинамической характеристикой адгезии служит работа адгезии (А_адг) – работа, которую необходимо совершить для разделения двух контактирующих фаз.

Работа адгезии ртути к стеклу рассчитаем по уравнению Дюпре – Юнга:

,

где σ_ж/г - поверхностное натяжение ртути на границе с газом (согласно условию задачи σ_ж/г =0,475 Дж/м²), cos  - косинус краевого угла (угла смачивания)  (cos 130° =-0,367)

Подставляем данные задачи в уравнение Дюпре – Юнга:

А_адг=0,475*(1-0,367)=0,300 Дж/м²

2. Растекание жидкости по поверхности происходит, если прилипание между двумя жидкостью и поверхностью больше, чем сцепление растекающейся жидкости. Количественно растекание характеризуется коэффициентом растекания ϕ, который находят по формуле:

ϕ = А_адг- А_ког,

где А_адг – работа адгезии, А_ког- работа когезии. Работа когезии определяется как работа, необходимая для разрыва однородной объемной фазы по сечению 1 см² (или 1м²) в обратимых и изотермических условиях, и находится по формуле:

А_ког=2 σ_ж/г

Для ртути работа когезии равна А_ког=2*0,475 Дж/м²=0,950 Дж/м^2.

Подставим значения работ адгезии и когезии в выражение для коэффициента растекания:

ϕ = А_адг- А_ког=0,300 Дж/м²-0,950 Дж/м²=-0,650 Дж/м²

Так как величина коэффициента растекания ртути по стеклу меньше нуля, то растекания ртути по стеклу не происходит.

Ответ: А_адг=0,300 Дж/м², ϕ=-0,650 Дж/м²

26. Рассчитайте электрокинетический потенциал частиц корунда в водном растворе по следующим данным : скорость электросмоса через корундовую мембрану 0,02 мл/с, удельная электропроводность раствора 1,2·10¯² Ом м¯¹, поверхностная проводимость 2·10¯²,См·м¯¹, вязкость раствора 1·10¯³Па·с, сила тока при осмосе 1,5·10¯²А, относительная диэлектрическая проницаемость раствора 80,1.

Решение

1. Причиной всех электрокинетических явлений является наличие на границе раздела фаз двойного электрического слоя (ДЭС). Потенциал, возникающий на границе скольжения фаз при их относительном перемещении в электрическом поле, называется электрокинетическим ξ(дзета) потенциалом. Электрокинетический потенциал отражает свойства ДЭС и определяется экспериментально из электрокинетических явлений. Электроосмос – явление перемещения дисперсионной среды относительно неподвижной дисперсной фазы (пористой диафрагмы) под действием внешнего электрического поля. Расчет электрокинетического потенциала при электроосмосе ведут по уравнению:

где ξ –величина электрокинетического потенциала, В; η –вязкость среды, Н*с/м²,  - относительная диэлектрическая проницаемость раствора, ₀ – диэдектрическая проницаемость вакуума, равная 8,85*10^-12 Ф/м; К-удельная электрическая проводимость, Ом^-1м^-1;  -объемная скорость электроосмоса, м³/с; I – сила тока, А.

2. Согласно условию задачи:

η =1·10¯³Па*с=1·10¯³ Н*с/м²

=80,1

К=1,2·10¯² Ом* м¯¹

=0,02 мл/с=2*10^-8 м³/с

I=1,5·10¯²А

Подставляя данные задачи в формулу для нахождения электрокинетического потенциала, получаем:

ξ=1*10¯³*1,2*10¯²*2*10^-8/(80,1*8,85*10^-12*1,5*10¯²)=0,0226 В

Ответ: ξ=0,0226 В

__________________________________________________________________________-

20