О СВЯЗИ МЕЖФАЗНОЙ ЭНЕРГИИ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ТВЕРДОЕ ТЕЛО- РАСПЛАВ С ПОВЕРХНОСТНОЙ ЭНЕРГИЕЙ ОТДЕЛЬНЫХ ФАЗ

Авторы
Файлы

Дохов М.П. Статья в формате PDF 123 KB

Отсутствие прямых экспериментальных методов измерения межфазной энергии на границе раздела твердое тело расплав σ_тр. вызывает необходимость проведения косвенных измерений. В частности, в эксперименте относительно легко измеряются поверхностная энергия расплава σ_рп. и угол смачивания расплавом поверхности твердого тела θ. Затем, используя уравнение Юнга рассчитывают поверхностную энергию твердого тела σ_тп. и межфазную энергию на границе раздела твердое тело-расплав. К сожалению, попытки вывести соотношение, связывающее величину межфазной энергии на границе раздела твердое тело-расплав с поверхностной энергией гомогенных фаз, до настоящего времени не увенчались успехом. Не установлена также прямой связи между краевым углом и межфазной энергией на границе раздела твердая фаза-расплав. Поэтому в литературе используются различные приближения. В частности, широко используется приближение Рэлея, связывающее межфазную энергию σ_тр. с поверхностной энергией твердой σ_тп. и жидкой σ_рп. фаз [1-4] и др.

.( 1)

В настоящей работе, используя приближение Рэлея, развита термодинамическая теория, позволяющая произвести расчеты межфазных хаpaктеристик в конденсированных системах.

Суть приближения Рэлея состоит в предположении о том, что изменение свободной энергии адгезии ΔF^а_ij есть геометрическое среднее между изменениями свободной энергии гомогенных фаз

(2)

где i и j - относятся к отдельным фазам в частности, в случае контакта твердого тела и расплава, i означает твердое тело, а j - расплав (жидкость).

Над теоретическим обоснованием предположения Рэлея в последнее время работали многие авторы. В частности, в работах [1-4] и др. подробно рассмотрены возможные варианты его применения к расчету удельной свободной поверхностной энергии различных типов твердых тел.

Анализ расчетных формул, выведенных в литературе с применением приближения Рэлея показывает, что численные результаты σ_тп и σ_тр, полученные с их помощью, не согласуются с экспериментальными данными.

Недостатком работ, в которых используется приближение Рэлея, по нашему мнению, является игнорирование изменения всех поверхностей при образовании границ раздела фаз.

В настоящей работе для устранения противоречий результатов теории с экспериментом, при выводе формул для s_тп и s_тр, нами учтены последние замечания.

Как известно, при образовании новых поверхностей, изменение свободной энергии (численно равное работе образования новых поверхностей раздела фаз), равно

, (3)

где ΔF_i, ΔF_j - изменения свободных энергий при образовании гомогенных фаз, ΔF_ij- гетерогенной фазы, ΔF_ij^α -изменение свободной энергии адгезии i-ой и j-ой фаз. В связи с тем что теория образования гомогенных и гетерогенных фаз в настоящее время хорошо разработана и является общеизвестной, поэтому запишем без вывода, получающиеся формулы для работ образования критических зародышей соответствующих фаз

, , . (4)

Из формулы (2), получим

. (5)

В формулах (4) и (5) Δμ - изменение химического потенциала одной частицы, отнесенный к единице объема соответствующей фазы.

Подставляя (4) и (5) в (3), после некоторых преобразований, получим формулу для расчета σ_тп.

(6)

Подстановка формулы (6) в уравнение Юнга для косинуса краевого угла, дает формулу для расчета межфазной энергии между твердой и жидкой фазами σ_тр.

σ_тр = σ_рп (1 + cosθ + cos²θ). (7)

Отметим, что формулы (6) и (7) позволят определить межфазные энергии σ_тп и σ_триз данных экспериментально измеримых величин σ_рп и θ - поверхностной энергии расплава и угла смачивания в системах, в которых отсутствуют химические реакции между твердым телом и расплавом (жидкостью).

Используя формулы (6) и (7) - составлена таблица относительных значений межфазных энергий в зависимости от краевого угла θ, что позволит исследователям быстро и с достаточной для пpaктики точностью, произвести расчеты σ_тп и σ_тр для различных типов твердых тел, находящихся в контакте с различными расплавами.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Good R.J, Girifalco L.A A theory for estimation of surface and interfacial ener gies. Estimation of surface energies of solids from contact angle data // j. phys. chem. 1960. V.64.P.561-565.
Zisman W.A. Relation of the equilibrium contact angle to liquid and solid constitution// Adυan. Chem.Ser.1964.№43.p.1-51.
Rhee S.K. A method for determining surface energies of solids: temperature-variant contact angle method// Mater. Sci-and Eng. 1977.V.16,№1.Р 45-51.
Good J. Surface free Energy of solids and liquids: Thermodiynamic, molecular and structure// J. of colloid and interface Sci. 1977. V.59, №3. Р 398-419.

ЦИКЛИЧНОСТЬ И АСИНХРОННОСТЬ СТРУКТУРНОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ПОДЧЕЛЮСТНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ЧЕЛОВЕКА

Статья в формате PDF 242 KB...

18 04 2024 22:24:22

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ЖИЗНЕСПОСОБНОСТЬ ПОСЕВНОГО МАТЕРИАЛА

В работе представлены результаты исследования влияния высокоинтенсивных физических факторов электрического поля коронного разряда с напряженностью 1-6 кВ/см, создаваемого установкой «Экран», на жизнеспособность семян ячменя сорта «Абава», с целью повышения качества семенного материала. Определено, что наиболее эффективными воздействиями ЭПКР для повышения качества семенного материала без отлежки зерна перед посевом являются режимы с напряженностью 1 кВ/см и 2 кВ/см. Показано, что наиболее ярко выраженный бактерицидный эффект получен при воздействии на семена электрическим полем коронного разряда с напряженностью 6 кВ/см и 4 кВ/см. Эти режимы наряду с угнетением очаговой плесени тормозят всхожесть, прорастание и снижают жизнеспособность семян. Однако, данные режимы могут оказаться перспективными для обеззараживающей обработки фуражного зерна. Выявлено, что наиболее эффективным режимом электрического поля коронного разряда для повышения качества семенного материала с отлежкой зерна перед посевом является режим с напряженностью 2 кВ/см, поскольку данное воздействие оказывает наиболее ярко выраженный бактерицидный эффект наряду со стимуляцией всхожести, прорастания и повышением жизнеспособности семян. ...

17 04 2024 11:12:39

ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КРОВОСНАБЖЕНИЯ ОКОЛОЩИТОВИДНЫХ ЖЕЛЕЗ ЧЕЛОВЕКА

Статья в формате PDF 100 KB...

16 04 2024 14:13:17

Круглогодичное обеспечение вентилирования жилых зданий

Статья в формате PDF 584 KB...

15 04 2024 12:18:25

ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ РЕГИОНАЛЬНОГО МОНИТОРИНГА НА ТЕРРИТОРИИ НИЖЕГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ В 2008 ГОДУ

Статья в формате PDF 121 KB...

14 04 2024 13:57:44

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАЧАЛЬНОЙ ЗОНЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ СТРУИ НА ПРЕГРАДУ

Статья в формате PDF 102 KB...

13 04 2024 10:13:37

ПОДДЕРЖКА ИЗДАТЕЛЬСКИХ научных ПРОЕКТОВ ПО БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНСКОЙ НАУКЕ РОССИЙСКИМ ФОНДОМ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ (2002–2011 гг.)

Статья в формате PDF 305 KB...

12 04 2024 21:12:15

РОЛЬ И МЕСТО ОБЩЕСТВЕННОГО ПИТАНИЯ В СОВРЕМЕННОЙ СИСТЕМЕ ХОЗЯЙСТВОВАНИЯ

Статья в формате PDF 115 KB...

11 04 2024 1:54:45

АРХИТЕКТУРЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ МОБИЛЬНЫХ СЕТЕЙ 3G И 4G

Статья в формате PDF 142 KB...

10 04 2024 22:37:40

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ДИАГОНАЛЬНОЙ СЕГМЕНТАРНОЙ АМПЛИТУДОМЕТРИИ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СПОРТСМЕНОВ

Методика диагональной сегментарной амплитудометрии, заключающаяся в регистрации амплитуды колебаний активного и реактивного сопротивления тканей человеческого организма, широко используемая в медицинской пpaктике, начинает применяться в спорте для контроля за функциональным состоянием спортсменов в различные периоды учебно-тренировочного процесса. Результаты, полученные данным методом, показывают, что различия в проводимости тканей определяются видом спорта, а также квалификацией спортсменов. Проводимость тканей более устойчива в подготовительный период по сравнению с соревновательным. Суммарная нестабильность проводимости тканей выше на соревнованиях более высокого уровня. ...

09 04 2024 5:32:57

ВОЗМОЖНОСТИ КОРРЕКЦИИ ОБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ДОБАВОК КОРПОРАЦИИ «ТЯНЬШИ» В ДИЕТОТЕРАПИИ ЖЕЛЧЕКАМЕННОЙ БОЛЕЗНЬЮ

Статья в формате PDF 124 KB...

08 04 2024 2:41:50

ТОКСОПЛАЗМОЗ ЧЕЛОВЕКА: ОСОБЕННОСТИ КЛИНИКИ И КОМПЛЕКСНОЙ ТЕРАПИИ

Статья в формате PDF 119 KB...

07 04 2024 19:50:50

ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ СТУДЕНТОВ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ВУЗОВ (НА ПРИМЕРЕ ОБУЧЕНИЯ ГРАФИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ) (монография)

Статья в формате PDF 106 KB...

06 04 2024 7:16:48

ВЛИЯНИЕ ОЗОНИРОВАННОГО РАСТВОРА КРЕБСА НА ТОНИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ И Β-АДРЕНОРЕАКТИВНОСТЬ ГЛАДКИХ МЫШЦ ТРАХЕИ КРОВЫ

Озонированный (5х10 -7 г/мл) раствор Кребса не влиял на базальный тонус продольных полосок (n=21) трахеи 5 коров, а также на их тонус, вызванный ацетилхолином (10 -6 г/мл), но в 43% опытов достоверно уменьшал релаксирующий эффект адреналина (10 -7 г/мл), т.е. проявлял β-адреноблокирующий эффект. Это свойство озона необходимо учитывать при нормировании условий труда в производствах с повышенным образованием озона и при озонотерапии. ...

05 04 2024 18:37:42

Коррекция иммунометаболических нарушений водои жирорастворимыми витаминами при токсической анемии

Статья в формате PDF 103 KB...

04 04 2024 18:21:16

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВАРИАНТОВ ТРАНСПОРТИРОВКИ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА

Статья в формате PDF 268 KB...

03 04 2024 15:13:16

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА ЛАНДШАФТЫ СРЕДНЕГО ТЕЧЕНИЯ РЕКИ СЕХИ

Статья в формате PDF 292 KB...

02 04 2024 8:54:55

НЕКОТОРЫЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ СТАТУС КОРЕННОГО НАСЕЛЕНИЯ ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА

Статья в формате PDF 120 KB...

01 04 2024 18:34:14

ВЛИЯНИЕ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Статья в формате PDF 267 KB...

31 03 2024 2:53:20

О НАРУШЕНИИ АДАПТАЦИОННОЙ ВОЗМОЖНОСТИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ САМОЗАЩИТЫ НЕЙТРОФИЛОВ ПРИ ОСТРЫХ ХИРУРГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ БРЮШНОЙ ПОЛОСТИ

Статья в формате PDF 252 KB...

30 03 2024 2:36:14

РИСКИ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ИСХОДОВ БЕРЕМЕННОСТИ И НАРУШЕНИЙ ЗДОРОВЬЯ НОВОРОЖДЕННЫХ В УСЛОВИЯХ ПРОМЫШЛЕННОГО ГОРОДА

Статья в формате PDF 309 KB...

29 03 2024 4:11:45

БОЛОНСКИЙ ПРОЦЕСС: МОДУЛЬНАЯ СИСТЕМА ОБУЧЕНИЯ, КОМПЛЕКСНАЯ ПРОГРАММА ПО ВОЗРАСТНОЙ АНАТОМИИ И ФИЗИОЛОГИИ

Статья в формате PDF 128 KB...

28 03 2024 16:41:43

ВРЕДНЫЕ И ОПАСНЫЕ ФАКТОРЫ НА УЧАСТКЕ РЕЗКИ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ ТРУБОЭЛЕКТРОСВАРОЧНОГО ЦЕХА №5 ОАО «ВМЗ»

Статья в формате PDF 359 KB...

27 03 2024 17:28:40

ВЛИЯНИЕ МОЛЕКУЛ СРЕДНЕЙ МАССЫ НА АЛЬДЕГИДДЕГИДРОГЕНАЗНУЮ СИСТЕМУ ПЕЧЕНИ И ЭРИТРОЦИТОВ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Изучено влияние молекул средней массы, выделенных из обожженной in vitro печени на каталитические и кинетические свойства альдегиддегидрогеназы. Показано, что молекулы средней массы выступают в роли ингибиторов активности исследуемого фермента в эритроцитах и цитозоле печени. Отмечена корреляция уменьшения активности эритроцитарной и цитоплазматической альдегиддегидрогеназы под влиянием молекул средней массы. ...