Page 43 - 4707

2 ПОВЕРХНЕВІ ЯВИЩА
2.1 Вільна поверхнева енергія і поверхневий натяг
Сукупність явищ, пов’язаних з фізико-хімічною
особливістю поверхні розділу фаз, називають поверхневими
явищами. Міжфазні поверхні можуть існувати тільки за
наявності в системі рідинної або твердої фази. Саме вони
визначають форму та будову поверхневого шару –
перехідної області від однієї фази до іншої. Поверхневий
шар рідин знаходяться в стані безперервного оновлення.
Так, середній час життя молекули води за стандартних умов
–7
на поверхні становить приблизно 10 с. Зазвичай товщина
поверхневого шару рідини становить декілька молекул. Чим
більші міжмолекулярні сили притягання між молекулами в
конденсованій фазі, тим на меншу відстань молекули
можуть дифундувати з поверхні, тобто тим менша товщина
поверхневого шару. Завдяки рухливості рідини її поверхня є
гладкою і суцільною, або еквіпотенціальною, тобто всі
точки поверхні енергетично еквівалентні.
Поверхня твердого тіла, на відміну від рідини,
протягом тривалого часу залишається такою ж, якою вона
була в момент утворення. Поверхня твердого тіла рідко
буває еквіпотенціальною. Очевидно, що міжфазну
поверхню тверде тіло – рідина визначає профіль поверхні
твердого тіла.
Властивості речовини в поверхневому шарі суттєво
відрізняються від властивостей речовини, що знаходиться в
об’ємі. У 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. 2.1).

41