Адгезия және когезия жұмысы, дымқылдану жылуы

Сонымен қатар беттік құбылыстар адгезия жұмысымен сипатталады. Адгезия – әр текті денелердің бір-біріне жабысуы (беттердің жабысуы). Когезия – молекула аралық немесе химиялық әсерлесумен шартты болатын әр текті денелердің беттерінің жабысу құбылысы.

Адгезия жұмысы Дюпре теңдеуімен бағаланады:

Wa = 1,2 + 2,3─ 1,3

Дюпре-Юнг теңдеуін аламыз

Wa = 1,2 ·(1+cos)

Бұл байланыстан:

2,3 – 1,3= 1,2·cos

Дымқылдану кезінде қатты дене бетінің бос энергия бірлігі 1,2·cos өлшеміне қысқарады және дымқылдану керілуі деп аталады.

Когезия жұмысы Wк бір фазаның бөлшектерінің әсерлесуі кезінде алдыңғы теңдеуден көріп отырғандай, толық дымқылдану кезінде (cos=0 болғанда) қатты дене бетінің сұйықтан бөлінуінде екі сұйық бетінің пайда болуына – 2жг(1,2) қажетті жұмыс жұмсалады.

Wк = 2·ж г

мұнда 2·жг– газбен шекаралас аймақта сұйықтың беттік керілуі.

Бұл толық дымқылдану кезінде сұйық қатты дене бетінен бөлінбейді, тек сұйықтың өзінің ажырауы жүреді, яғни толық дымқылдану кезінде 1,2  1,3. дегенді білдіреді.

Юнг теңдеуіне адгезия және когезия жұмыстарын қойып, төмендегі теңдікті аламыз:

Бұл теңдіктен көріп отырғанымыздай, қатты дененің сұйықпен дымқылдануы когезия жұмысы төмен

болған сайын жақсы болады.

Сұйықтың дымқылдану қасиеттерін сипаттау үшін адгезияның меншікті жұмысы қолданылады. z = Wа/Wк.

Сонымен қатар, беттік құбылыстарды сипаттау үшін қолданылатын сипаттама – дымқылдану жылуы.

Қатты дене – сұйық шекарасындағы полярлық айырмасы,ауамен шекарасындағыға қарағанда аз болғандықтан, қатты дененің сұйықпен дымқылдануы кезінде жылудың бөлінуі байқалады. Кеуекті және ұнтақ тәрізді денелер үшін дымқылдану жылуы 1 –ден 125 кДж/кг-ға дейін өзгереді және қатты дененің дисперсті дәрежесіне байланысты болады.

Дымқылдану жылуы қатты дененің дисперсті дәрежесін және оның бетінің табиғатын сипаттайды. Қатты бетті қай сұйық жақсы дымқылдандырса сол сұйықтан дымқылдану кезінде көп мөлшерде жылу бөлінеді.

Егер q1 – жыныстың сумен дымқылдануының меншікті жылуы, q2 – жыныстың мұнаймен дымқылдануының меншікті жылуы болса, онда гидрофильді беттер үшін келесі теңдік орындалады:

(q1/ q2) > 1, гидрофобты үшін: (q1/ q2) < 1

3. Дымқылданудың кинетикалық гистерезисі

Дымқылдану құбылысы жүйенің тепе-теңдік күйі үшін қарастырылған. Қабат жағдайында фаза бөлігінің бетінде жүретін тұрақты емес процесстер байқалынады.Судың әсерінен мұнайды ығыстыру есебінен дымқылданудың үш фазалық периметрі пайда болады. Каналдарда және жарықшақтарда дымқылдану бұрышы сұйықтың бағыты мен жылдамдығына байланысты өзгеріп отырады (сурет 6.5).

• дымқылдану периметрі қозғалысының бағыты;
• қатты дене бетімен фаза бөлігінің үш фазалы шекарасындағы жылдамдықтың ауысуы;
• қатты дене бетінің кедір-бұдырлығы;
• заттардың бетіндегі арсорбция.



жүктеу/скачать 0,99 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: