Page 64 - 130

65

Властивості речовини в поверхневому шарі суттєво відрізняються від
властивостей речовини, що знаходиться в об’ємі. В найпростішому випадку
однокомпонентної системи: вода – водяна пара міжмолекулярні сили f , що
1
діють на молекулу води, розміщену в глибині фази, проявляються рівномірно зі
сторони сусідніх молекул. Рівнодійна сила дорівнює нулю внаслідок симетрії
силового поля (рис. 3.1).
Молекули, що знаходяться на межі розділу фаз вода – водяна пара,
належать обом фазам і відчувають протидію міжмолекулярних сил в більшій
мірі зі сторони газоподібної фази f  f  f 2 . Нормальна складова
2
1

f 1

f 2

Рисунок 3.1 − Міжмолекулярна взаємодія всередині рідини та на поверхні
розділу фаз

результуючої сили, пропорційної різниці сил  f  f 2 , направлена всередину
1
2
рідини. Ця сила, віднесена до одиниці поверхні в 1 м , називається внутрішнім
або молекулярним тиском К. Молекулярний тиск визначається силою
зчеплення молекул. Він тим більший, чим більш полярними є молекули рідини.
Так, для води (H 2O) K  14000 атм., для бензолу (C 6H 6) K  3800 атм.
Молекулярний тиск є значною величиною, тому рідини мало стискаються під
дією зовнішнього тиску.
Поверхневий шар внаслідок нескомпенсованості молекулярних сил має
надлишкову вільну енергію порівняно з об’ємом рідини. Якщо величина
поверхні тіла порівняно невелика, то ця надлишкова вільна поверхнева енергія
проявляється слабо. Але при збільшенні поверхні розділу фаз внаслідок
подрібнення частинок або збільшення їх пористості вплив поверхневих
властивостей проявляється все більше і стає досить значним у тому випадку,
коли речовини володіють сильно розвиненою поверхнею. При подрібненні
речовини сумарна поверхня її частинок збільшується до значної величини
ступеня дисперсності. В табл. 3.1 наведені результати підрахунку загальної

поверхні частинок при подрібненні одного кубика речовини з довжиною ребра
1 см (0,01 м). Так, якщо при подрібненні одержано кубики з довжиною ребра
2
-9
10 м, то ця поверхня дорівнює 6000 м , тобто 0,6 га.
Таблиця 3.1 – Залежність сумарної та питомої поверхні від розмірів кубика

Довжина Число Об’єм Поверхня Сумарна Питома
1
ребра кубика кубиків кубика V , одн.кубика поверхня поверхня
2
2
3
1
2
l, м м S , м S сум, м S пит, м
2
-4
-6
-4
-2
10 (1 см) 1 10 610 610 610