Адгезия, смачивание и растекание жидкостей
Работа адгезии и когезии, уравнение Дюпре
Явление, обусловленное межмолекулярным взаимодействием находя- щихся в контакте двух конденсированных фаз разной природы, называют: А) адсорбцией; Б) адгезией; В) смачиванием; Г) когезией.
Работа, затрачиваемая на обратимый разрыв тела и отнесённая к едини- це площади сечения, представляет собой работу:
А) адсорбции; Б) адгезии; В) смачивания; Г) когезии.
Работа, затрачиваемая на обратимый разрыв межмолекулярных связей между двумя находящимися в контакте фазами разной природы, представ- ляет собой работу:
А) адгезии; Б) смачивания; В) когезии; Г) десорбции.
Работа адгезии (Wа) между жидкой и твёрдой фазами равна: А) т-г + ж-г; Б) т-г + ж-г + т-ж;
В) т-г + ж-г – т-ж; Г) т-ж – т-г – ж-г,
где т-г – поверхностное натяжение на границе твёрдой и газовой фаз; т-ж
– поверхностное натяжение на границе твёрдой и жидкой фаз; ж-г – по- верхностное натяжение на границе жидкой и газовой фаз.
Условие взаимного растворения двух контактирующих фаз состоит в
том, что работа адгезии Wа :
А) Wк1 Wк2 ; Б) Wк1 Wк2 ; В) 2(Wк1 Wк2 ) ;
Г) 2(Wк1 Wк2 ) ; Д)
Wк1 Wк2 2
; Е)
Wк1 Wк2 ,
2
где Wк1 и Wк2 – работа когезии 1 и 2-й фаз соответственно.
Выберите правильное неравенство для работы когезии Wк двух жидко- стей при одной и той же температуре:
А) Wк(анилин) > Wк(вода); Б) Wк(вода) > Wк(ртуть);
В) Wк(ртуть) < Wк(алмаз); Г) Wк(вода) < Wк(бензол).
Выберите правильное неравенство для работы адгезии Wа при взаимо- действии воды и бензола с поверхностью различных тел при одной и той же температуре (фторопласт – неполярный полимер).
А) Wа(вода-фторопласт) > Wа(бензол-фторопласт);
Б) Wа(вода-фторопласт) > Wа(вода-кварц);
В) Wа(вода-кварц) > Wа(вода-графит).
Работа адгезии Wa между двумя несмешивающимися жидкостями равна: А) аж1-г – аж2-г – аж1-ж2 Б) аж1-г – аж2-г + аж1-ж2
В) аж1-г + аж2-г + аж1-ж2 Г) аж1-г + аж2-г – аж1-ж2,
где аж1-г – поверхностное натяжение первой жидкости на границе с газом, аж2-г – поверхностное натяжение второй жидкости на границе с газом, аж1-ж2 – межфазное натяжение.
Краевой угол, уравнения Юнга и Дюпре-Юнга
Выберите рисунок, на котором правильно показан краевой угол .
А Б) В)
Поверхность называют лиофильной, если краевой угол :
А) 1800; Б) 900; В) 900; Г) = 900.
Поверхность называют лиофобной, если краевой угол :
А) = 900; Б) 900; В) 900; Г) = 00.
Согласно уравнению Юнга косинус краевого угла (угла смачивания) cos равен:
А) т-г – (т-ж+ ж-г); Б) т-г – (т-ж– ж-г);
В) (т-г – т-ж)ж-г; Г)
ат-г
ат-ж ,
аж-г
где i-j – поверхностное натяжение на границе i-й и j-й фаз.
Выберите правильное неравенство для косинусов краевых углов cos при смачивании водой и бензолом поверхностей различных тел при одной и той же температуре (фторопласт – неполярный полимер):
А) cosвода-графит > cosвода-кварц;
Б) cosвода-фторопласт > cosбензол-фторопласт;
В) cosвода-кварц > cosвода-фторопласт.
Согласно уравнению Дюпре-Юнга работа адгезии Wа равна:
А) Wк cos0 ; Б) Wк 1 cos0 ; В)
2Wк (1
cos0)
2
Г) 2Wк (1
2
к
cos0) ; Д) W 1 cos0 ,
2
где Wк – работа когезии; – краевой угол.
На приведённой зависимости изотермы смачивания точке инверсии со- ответствует точка:
сos
1
( – краевой угол; с – концентрация ПАВ). А) 4; Б) 3; В) 2; Г) 1.
На приведённой зависимости изотермы смачивания лиофильной поверх- ности соответствует участок изотермы смачивания:
сos
1
( – краевой угол; с – концентрация ПАВ).
А) От 1 до 2; Б) От 1 до 3; В) От 1 до 4; Г) От 2 до 4.
На приведённой зависимости изотермы смачивания лиофобной поверх- ности соответствует участок изотермы смачивания:
сos
1
( – краевой угол; с – концентрация ПАВ).
А) от 1 до 4; Б) от 1 до 2; В) от 2 до 3; Г) от 2 до 4.
Работа когезии жидкости равна работе адгезии между ней и смачивае- мой поверхностью при значении краевого угла равном:
А) 00; Б) 900; В) 1800; Г) 2700.
Работа адгезии жидкости к смачиваемой поверхности равна работе ко- гезии самой жидкости, когда:
А) = 900; Б) = 1800; В) cos = 0; Г) cos = 1,
где – краевой угол.
Для того чтобы улучшить смачиваемость поверхности, необходимо:
А) уменьшить работу адгезии и увеличить работу когезии смачи- вающей жидкости;
Б) увеличить работу когезии смачивающей жидкости, не изменяя работу адгезии;
В) уменьшить работу адгезии, не изменяя работу когезии смачи- вающей жидкости;
Г) увеличить работу адгезии и уменьшить работу когезии смачи- вающей жидкости.
Жидкость растекается по поверхности, когда:
А) работа адгезии жидкости к поверхности равна нулю;
Б) работа адгезии жидкости к поверхности меньше работы когезии самой жидкости;
В) работа адгезии жидкости к поверхности больше или равна рабо- те когезии самой жидкости;
Г) косинус краевого угла равен нулю.
Условию растекания жидкости по поверхности твердого тела соответ- ствует неравенство:
А) Wа + Wк 0; Б) Wа – Wк � 0; В) Wа – 2Wк 0; Г) Wа –
где Wа – работа адгезии; Wк – работа когезии жидкости.
Wк 0,
2
Условию растекания жидкости по поверхности твёрдого тела соответ- ствует неравенство:
А) т-г+ т-ж– ж-г 0; Б) т-г –т-ж – ж-г < 0;
В) т-г – т-ж + ж-г 0; Г) т-г – т-ж – ж-г � 0,
где т-г – поверхностное натяжение на границе твёрдой и газовой фаз; т-ж
– поверхностное натяжение на границе твёрдой и жидкой фаз; ж-г – по- верхностное натяжение на границе жидкой и газовой фаз.
Коэффициент растекания по Гаркинсу f равен:
А) Wа
Wк ; Б) Wа
2Wк ; В) Wа
Wк ;
Г) Wа
Wк ; Д) Wа
2
Wк ,
2
где Wк – работа когезии жидкости; Wа – работа адгезии между жидкой и твёрдой фазами.
Коэффициент растекания по Гаркинсу f равен:
А) т-г – (т-ж+ ж-г); Б) т-г – (т-ж– ж-г);
В) ж-г(1+ cos); Г) т-г – (т-ж– ж-гcos),
где т-г – поверхностное натяжение на границе между твёрдой и газовой фазами; т-ж – поверхностное натяжение на границе твёрдой и жидкой фаз;
ж-г – поверхностное натяжение на границе жидкой и газовой фаз.
Смачивание количественно характеризуется:
А) Wа (работой адгезии); Б) Wк (работой когезии); В) (краевым углом); Г) cos;
Д) ж-г (поверхностным натяжением на границе между жидкой и га- зовой фазами);
Е) т-г (поверхностным натяжением на границе между твёрдой и га- зовой фазами).
Какие равенства не реализуются на практике при нанесении капли
жидкости на смачиваемую поверхность?
А) = 0; Б) = 1800; В) cos = 0;
Г) cos = –1; Д) Wа = 0; Е) Wа = Wк. ,
где Wа – работа адгезии между жидкостью и поверхностью смачиваемого ею тела; Wк – работа когезии смачивающей жидкости; – краевой угол.
Выберите правильные условия:
А) Если = 0, то Wа = 2ж-г; Б) Если = 900, то Wа = ж-г;
В) Если = 1800, то Wа = 2Wк; Г) Если cos = 0, то Wа =
аж-г ;
2
Д) Если cos = 1, то Wа = Wк; Е) Если cos = – 1, то Wа =
Wк ,
2
где Wа – работа адгезии между жидкостью и поверхностью смачиваемого ею тела; Wк – работа когезии смачивающей жидкости; ж-г – поверхност- ное натяжение на границе жидкой и газовой фаз; – краевой угол.
Использование поверхностно-активных веществ при смачивании водой
поверхностей неполярных тел:
А) увеличивает косинус краевого угла; Б) уменьшает косинус краевого угла; В) увеличивает работу когезии воды; Г) увеличивает краевой угол;
Д) уменьшает работу когезии воды; Е) уменьшает краевой угол.
Какие неравенства реализуются при смачивании лиофильной поверх- ности?
А) cos < 0; Б) cos > 0; В) 1 Wк � Wа ; Г) 0 < < 900; Д) 900 < < 1800,
2
где Wк – работа когезии смачивающей жидкости; Wа – работа адгезии меж- ду жидкостью и поверхностью смачиваемого ею тела; – краевой угол.
Коэффициент растекания по Гаркинсу f равен:
А) т-г – т-ж; Б) т-г – (т-ж – ж-г); В) т-г – (т-ж + ж-г);
Г) Wа
Wк
; Д) Wа – Wк; Е) Wа + Wк,
где Wк – работа когезии смачивающей жидкости; Wа – работа адгезии между жидкостью и поверхностью смачиваемого ею тела; т-г – поверх- ностное натяжение на границе твёрдой фазы с газом; т-ж – поверхностное натяжение на границе твёрдой и жидкой фаз; ж-г – поверхностное натя- жение на границе жидкой и газовой фаз.
В соответствии с уравнением Дюпре-Юнга работа адгезии между жид-
костью и смачиваемым ею телом Wа равна:
А) Wк cos0 ; Б) Wк 1 + cos0 ; В) Wк (1 + cos);
2 2
Г) 2ж гcos; Д) ж гcos; Е) ж г(1 + cos).
Согласно уравнению Юнга косинус краевого угла для капли смачива- ющей жидкости (её поверхностное натяжение на границе с воздухом аж1-г), нанесённой на поверхность другой, не смешивающейся с первой, жидко- сти (её поверхностное натяжение аж2-г, а межфазное натяжение аж2-ж1), ра- вен:
А) аж2-г + аж1-г – аж2-ж1 Б) аж2-г – аж1-г – аж2-ж1
В) аж2-г
аж2-ж1 аж1-г
Г) (аж2-г – аж2-ж1)·аж1-г
Рассчитайте работу адгезии в мДж/м2 воды к стеклу, если краевой угол
равен 0o, а поверхностное натяжение воды составляет 72 мДж/м2. (144)
Определите коэффициент растекания воды по поверхности стекла, если краевой угол равен 0o, а поверхностное натяжение воды составляет
72 мДж/м2. (0)