6. Контрольные вопросы.

1. Суть явления поверхностного натяжения. Определение коэффициента поверхностного натяжения.

2. Краевые углы. Смачивание и несмачивание.

3. Определить дополнительное давление Лапласа для цилиндрической поверхности жидкости.

4. Определить дополнительное давление Лапласа сферической по­верхности жидкости.

5. Капиллярные явления. Опустится или поднимется уровень жидкости в капилляре, если жидкость:

а) не смачивает капилляр,

б) смачивает капилляр?

Почему?

Лабораторная работа 2-3 определение фазовых переходов химически однородных веществ

1. Цель работы

Определение точки фазового перехода при плавле­нии и кристаллизации твердого химического вещества (высшие пре­дельные углеводороды – пальмитиновая кислота).

2. Теоретические пояснения

2.1. Фаза. Фазовые превращения. Условие фазового равновесия.

Опр. Фазой называется макроскопическая часть вещества, отде­ленная от остальных частей системы границами раздела, так что она может быть извлечена из системы механическим путём.

Если две или больше различных фаз при данных температуре и давлении существуют одновременно, соприкасаясь друг с другом, и ес­ли при этом масса одной из фаз не растет за счет другой, то говорят о фазовом равновесии. Переход вещества из одного состояния в другое называется фазовым переходом, или фазовым превращением.

Примером фазовых превращений могут служить изменения агре­гатного состояния вещества. Под агрегатными состояниями понимают твердое, жидкое и газообразное состояния вещества. Твердое и жидкое состояния называют конденсированными. Испарением называют пере­ход вещества из конденсированного состояния в газообразное. Обрат­ный переход называется конденсацией. Переход из твердого состояния непосредственно в газообразное называется сублимацией или возгонкой. Переход из твердого состояния в жидкое называется плавлением, а об­ратный переход из жидкого состояния в твердое - кристаллизацией.

Для описания системы вводятся следующие функции состоя­ния: энтропия S, свободная энергия Гельмголъца ψ и термодинамический потенциал Гиббса Ф.

Опр. Разность энтропий в двух равновесных состояниях 2 и 1 равна приведенному количеству тепла, которое надо сообщить системе, чтобы перевести ее из состояния 1 в состояние 2 по любому квазиста­тическому пути.

(1)

Свободная энергия Гельмголъца:

Ψ = U - TS (2)

Термодинамический потенциал Гиббса:

Ф = ψ + РV = U – TS + РV (3)

Для их дифференциалов легко получить:

dψ = -SdT – PdV

dФ = -SdT+VdР (4)

Пусть имеется система из двух фаз 1 и 2 химически однород­ного вещества. Обозначим через и удельные термодинамические потенциалы вещества в этих фазах. Условием равновесия фаз является равенство их удельных термодинамических потенциалов:

(5) или

Смысл условия (5) состоит в том, что при любых фазовых пре­вращениях величина удельного термодинамического потенциала остаётся неизменной. Таким образом, при всех изменениях состояния ве­щества его удельный термодинамический потенциал всегда изменяется непрерывно.