Еще один вывод (термодинамический) уравнения Юнга (более строгий — для дневников):
Рассмотрим процесс, когда капля не растекается полностью по поверхности другого тела:
θ ds cosθ
ds
Рис.2.41. Условия равновесия капли при контакте трех фаз
Us тв.тела стремится к растеканию капли по поверхности,
Us т/ж стремится к сжатию капли (S ↓), растеканию способствуют силы когезии (σж/г).
=0 (2.120)
отсюда cosθ = (σт/г — σт/ж) / σж/г (2.121)
2.5.2. Краевой угол смачивания и работа адгезии
Уравнение Дюпре самостоятельно почти не используется для расчета Wa из-за трудности определения σт/г и σт/ж. Удобную для расчета этой величины форму имеет соотношение, полученное в результате сочетания уравнения Дюпре с законом Юнга. Если разность (σт/г - σт/ж) в уравнении Дюпре заменить на σж/г cosθ уравнения Юнга, получим уравнение Дюпре — Юнга:
Wa = σж/г + σж/г cosθ = σж/г (1+ cosθ), (2.122)
в котором обе величины определяются экспериментально.
При рассмотрении смачивания поверхностей можно сделать следующие выводы:
Лиофильные поверхности (гидрофильные, олеофобные)
Полное смачивание: θ = 0о; cosθ = 1,. Wa = Wк
Смачивание: 0о<θ=90о; 0к a< Wк
Лиофобные поверхности (гидрофобные, олеофильные)
П олное несмачивание: θ = 180о; cosθ = -1,. Wa = 0
Н есмачивание: 90о<θ=180о; -1кa<1/2Wк
Достарыңызбен бөлісу: |
