Макет страницы
им можно пренебречь. Повышение давления увеличивает взаимодействие молекул на поверхности с молекулами в газовой фазе, что должно уменьшить избыток энергии молекул на поверхности. Опыт подтверждает это предположение: с повышением давления поверхностное натяжение уменьшается.
В заключение отметим, что молекулярное притяжение зависит от взаимного расположения. Например, для молекулы масляной кислоты H3C—CH2—CH3—COOH энергия взаимодействия углеводородных цепей H3C—CH2-CH2— друг с другом отличается от энергии взаимодействия между собой полярных групп —COOH и энергии взаимодействия между полярными и углеводородными частями молекул.
Поверхностное натяжение жидкостей на границе с газом. Выше рассмотрена качественная характеристика энергетических свойств границы раздела жидкость — газ. Теперь рассмотрим некоторые термодинамические соотношения, используемые для определения поверхностного натяжения.
Если состав равновесных фаз постоянен, то частная производная энергии Гиббса по площади раздела фаз при постоянных температуре и давлении представляет собой поверхностное натяжение а. Его можно также определить как частную производную энергии Гельмгольца, внутренней энергии и энтальпии по площади поверхности раздела фаз. В соответствии с этим
а-\дО Jv. г, Cl~\dO )р, т, с~ V дО Jv, S, с~\ дО )р. s. с. *
(II.2)
где G — энергия Гиббса; F — энергия Гельмгольца; H — энтальпия; U — внутренняя энергия; S — энтропия; T — температура; р — давление; C1 — концентрации веществ в фазах; О — площадь раздела фаз. Все функции и параметры относятся к системе в целом.
Из данного определения поверхностного натяжения следует, что при постоянных соответствующих параметрах и концентрациях увеличение площади поверхности раздела фаз в квазистатическом процессе сопровождается работой 6U7KD, причем
S47KB = - cdO; 0- = -¾^. (П. З)
Таким образом, поверхностное натяжение численно равно работе квазистатического процесса по созданию по-
