Поверхневий натяг

 

Поверхневий натяг – це енергія утворення одиниці поверхні. Чисельно він дорівнює роботі W, яку необхідно виконати для розриву стовпчика конденсованої речовини з площею поперечного перерізу в ½ одиниці площі S, тому що утворюються дві поверхні, або поверхневий натяг, це відношення сили F, що діє по дотичній до поверхні, до довжини периметра l цієї поверхні.

s = W/S = F ⁄ l [Дж⁄м²], [H⁄м]

 

Поверхневий натяг-це часткова похідна від будь-якого термодинамічного потенціалу системи по площі міжфазної поверхні при відповідних постійних параметрах системи.

(2.4)

Введемо поняття питомої енергії Гіббса поверхні - G_S, це енергія Гіббса одиниці поверхні. Тоді енергія Гіббса поверхні з площею S дорівнює:

G = G_S ·S (2.5)

Після диференціювання одержуємо:

dG = dG_S ·S + G_S ·dS; (2.6)

(2.7)

Для індивідуальних речовин питома енергія Гіббса поверхні не змінюється зі зміною площі поверхні (∂G_S/∂S)=0, тому поверхневий натяг дорівнює питомій енергії Гіббса поверхні.

s = G_S (2.8)

Для розчинів G_S = f(S) i G_S ≠ s

Поверхневий натяг рідин є однаковий у будь-якій точці, у той час, як поверхневий натяг твердих тіл залежить від кристалічної решітки, форми поверхні і є параметром усереднення.

Значення поверхневого натягу для різних речовин наведено в табл.2.

Таблиця 2