Решение

Для нахождения температурного коэффициента строим график зависимости = f(T)

= 27,22*10³ Н/м; = 26,13*10³ Н/м -1,09*10³ Н/м

= 303 К; = 313 К = 10 К

tg α = = = 0,109*10^-3 =

Т. к. энтропия поверхностного слоя = - , то = -0,109*10^-3 .

Теплота образования единицы поверхности определяется по формуле :

1) = -273*(-0,109*10^-3) = 29,76*10^-3 Н/м

2) = -283*(-0,109*10^-3) = 30,85*10^-3 Н/м

3) = -293*(-0,109*10^-3) = 31,94*10^-3 Н/м

4) = -303*(-0,109*10^-3) = 33,03*10^-3 Н/м

5) = -313*(-0,109*10_-3) = 34,18*10^-3 Н/м

6) = -323*(-0,109*10^-3) = 35,21*10^-3 Н/м

7) = -333*(-0,109*10^-3) = 36,30*10^-3 Н/м

Строим график зависимости = f(T).

Энтропия поверхностного слоя = . При вычислении будет постоянным и равным 1,09*10² .

Т. о., график зависимости = f (T) будет иметь вид:

Внутренняя полная поверхностная энергия U_s может быть найдена по формулам:

U_s = или U_s = . Я воспользуюсь формулой U_s =

1) -

2) -

3) U_s = 28,31*10^-3+31,94*10^-3 = 60,25*10^-3 Н/м 60*10^-3 Н/м

4) U_s = 27,22*10^-3+33,03*10^-3 = 60,25*10^-3 Н/м 60*10^-3 Н/м

5) U_s = 26,13*10^-3+34,18*10^-3 = 60,31*10^-3 Н/м 60*10^-3 Н/м

6) U_s = 25,06*10^-3+35,21*10^-3 = 60,27*10^-3 Н/м 60*10^-3 Н/м

7) U_s = 24,02*10^-3+36,30*10^-3 = 60,32*10^-3 Н/м 60*10^-3 Н/м

Строим график зависимости U_s = f (T)

Критическую температуру более точно вычисляют по уравнению Этвеша: = К( -Т)

– Т = = +Т

К = 2,1*10^-7, М (n-ксилол) = 106*10^-3 кг/моль, (n-ксилол) = 861,1 кг/м³

Тогда = 24,7*10^-4 м³/моль

Т. о., критическая температура (при поверхностном натяжении 28,31 и температуре 20⁰С) равна +293 626 К

Справочное значение = 632 К, т.е. полученная мною = 626 К является верной.

Вывод: с помощью зависимости поверхностного натяжения жидкости от температуры (табл.) определил внутреннюю энергию U_s, энтропию поверхностного слоя S_s, теплоту образования единицы поверхности и критическую температуру по уравнению Этвеша (для большей точности).

Практика №4

«Поверхностные явления: кагезия, адгезия, смачивание, растекание»

Эти явления обусловлены тем, что в гетерогенных системах могут возникать внутримолекулярные и межмолекулярные взаимодействия. Так как в соответствии со 2 законом термодинамики, самопроизвольно может протекать процесс, который сопровождается убылью эн-ии Гиббса. Перечисленные выше явления также сопровождаются убылью поверхностной эн-ии, кот.равна G= *S

Тогда (1)

Адгезия, к-зия и смачивание сопровождаются убылью свободной поверхности эн-ии при S=const

Кагезия.

Этот термин происходит от латинского «cohasus», что означает «слипание». Кагезия – взаимодействие между частицами различной природы внутри однородной гомогенной фазы. Это явление обуславливается внутримолекулярным взаимодействием под давлением сил аттракции – притяжения. К этим силам относится межмолекулярное взаимодействие, химические и водородные связи.

Количественно кагезия характеризуется работой кагезии и обознается .

Работа кагезии – работа разрыва однородной объёмной фазы, отнесённые к единице площади разрыва.

– ж-г (мДж/м2, Дж/м2, мН/м, Н/м)

В общем виде =

Под работой кагезии понимается прочность на разрыв.

Адгезия (от лат. Adhaesio, что означает «прилипание») – взаимодействие между поверхностями 2-х различных по природе фаз. При адгезии взаимодействие происходит между 2 фазами.

То, к чему прилипает – субстрат, а то, что прилипает – адгезия.

Адгезия протекает в 2 стадии:

I стадия – транспортная, перемещение адгезием к субстрату.

II стадия – непосредственные взаимодействие адгезива с субстратом.

Количественно адгезия характеризуется работой адгезии .

Работа адгезии – работа, необходимая для разделения 1-го м2 поверхности раздела фаз А-В наа 2 поверхности раздела А и В (например тв.тело – из и жидк.-газ)

= + - или в общем виде:

= + -