2.5. Смачивание. Адгезия. Когзия
Понятия смачивания, адгезии, когезии, растекания относятся к межфазным взаимодействиям, которые наблюдаются между конденсированными фазами.
2.5.1. Адгезия. Когзия
Адгезия — межфазное взаимодействие конденсированных тел разной природы (прилипание).
Адгезия может возникнуть между ж1/ж2, ж/т, т1/т2 (в этом случае одна из фаз была ранее в жидком состоянии). Адгезия — результат стремления системы к уменьшению поверхностной энергии, поэтому адгезия — самопроизвольный процесс при соответствующих условиях.
Адгезия характеризуется работой адгезии — Wa.
Работа адгезии характеризует прочность связи и численно равна работе обратимого изотермического разрыва адгезионного соединения единичной площади.
Полная работа адгезии Ws= WaS (2.115)
Получим соотношение между работой адгезии и поверхностным натяжением взаимодействующих компонентов.
Представим себе 2 контактирующие фазы в конденсированном состоянии, имеющие на границе раздела с воздухом единичную площадь S =1 (2 ж1/ж2 или ж/т) — процесс, обратный рассмотрению образования поверхностного натяжения:
σж/г σт/г
+ 2
3 σт/ж
Рис.2.39. Образование адгезионного соединения
∆G=Gкон - Gнач = σт/ж - σж/г - σт/г (2.116)
Согласно термодинамике полезная работа (в нашем случае Wa) совершается за счет убыли энергии, поэтому Wa = - ∆G, поэтому
Wa = σт/г + σж/г - σт/ж — уравнение Дюпре(*) (2.117)
Из уравнения Дюпре следует, что чем больше работа адгезии, тем меньше тж. Действительно, чем сильнее межмолекулярные взаимодействия жидкости и твердого тела, тем меньше нескомпенсированность сил в их поверхностном слое и тем меньше межфазное натяжение тж.
От работы адгезии надо отличать понятие адгезионной прочности Wп — работы разрушения соединения : Wп= Wa+ Wдеф
Wдеф — может быть очень велика и отличаться от Wa в n раз.
Когезия — внутрифазное взаимодействие, обусловленное силами межмолекулярного притяжения различной природы, характеризуется работой когезии Wк.
Достарыңызбен бөлісу: |