О СВЯЗИ МЕЖФАЗНОЙ ЭНЕРГИИ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ТВЕРДОЕ ТЕЛО- РАСПЛАВ С ПОВЕРХНОСТНОЙ ЭНЕРГИЕЙ ОТДЕЛЬНЫХ ФАЗ
Отсутствие прямых экспериментальных методов измерения межфазной энергии на границе раздела твердое тело расплав σтр. вызывает необходимость проведения косвенных измерений. В частности, в эксперименте относительно легко измеряются поверхностная энергия расплава σрп. и угол смачивания расплавом поверхности твердого тела θ. Затем, используя уравнение Юнга рассчитывают поверхностную энергию твердого тела σтп. 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 σтр. с поверхностной энергией твердой σтп. и жидкой σрп. 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 ΔFаij 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 σтп и σтр, 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 sтп и sтр, нами учтены последние замечания.
Как известно, при образовании новых поверхностей, изменение свободной энергии (численно равное работе образования новых поверхностей раздела фаз), равно
, (3)
где ΔFi, ΔFj - изменения свободных энергий при образовании гомогенных фаз, ΔFij- гетерогенной фазы, ΔFijα -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 σтп.
(6)
Подстановка формулы (6) в уравнение Юнга для косинуса краевого угла, дает формулу для расчета межфазной энергии между твердой и жидкой фазами σтр.
σтр = σрп (1 + cosθ + cos2θ). (7)
Отметим, что формулы (6) и (7) позволят определить межфазные энергии σтп и σтр из данных экспериментально измеримых величин σрп 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 σтп и σтр 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.
Статья в формате PDF
531 KB...
12 08 2026 12:19:41
Статья в формате PDF
107 KB...
11 08 2026 18:46:51
В настоящее время в связи с возникновением проблем физического выживания человечества, расширением спектра внутренних и внешних угроз его жизнедеятельности, в системе образования крайне важно формирование личности «безопасного типа». Это – высокоинтеллектуальная личность, хорошо знакомая с современными проблемами безопасности жизни и жизнедеятельности человека, осознающая их исключительную важность, стремящаяся решать эти проблемы и при этом разумно сочетать личные интересы с интересами общества. Суть образования – формирование креативного человека в креативной среде, т.е. воспитание выпускника с устойчивой мотивацией на дальнейшее познание науки, техники, культуры, искусства, самореализацию и самовоспроизводство, которые возможны только при совместной безопасности личности и общества в широком смысле слова – от семьи до всего человечества.
...
09 08 2026 18:48:26
Статья в формате PDF
157 KB...
08 08 2026 10:56:35
Статья в формате PDF
89 KB...
07 08 2026 21:54:49
Статья в формате PDF
124 KB...
06 08 2026 21:13:22
Статья в формате PDF
275 KB...
04 08 2026 8:29:43
Статья в формате PDF
153 KB...
02 08 2026 22:26:45
Статья в формате PDF
121 KB...
31 07 2026 11:27:57
Статья в формате PDF
126 KB...
30 07 2026 0:36:58
Статья в формате PDF
311 KB...
29 07 2026 12:16:58
Статья в формате PDF
297 KB...
28 07 2026 3:13:21
Статья в формате PDF
119 KB...
27 07 2026 23:33:24
Статья в формате PDF
222 KB...
26 07 2026 4:12:17
Статья в формате PDF
124 KB...
25 07 2026 13:35:15
Статья в формате PDF
341 KB...
24 07 2026 15:40:23
Статья в формате PDF
179 KB...
23 07 2026 12:56:46
Статья в формате PDF
105 KB...
22 07 2026 20:19:50
Статья в формате PDF
110 KB...
21 07 2026 18:14:59
Статья в формате PDF
133 KB...
20 07 2026 3:17:41
Статья в формате PDF
284 KB...
19 07 2026 12:45:50
Статья в формате PDF
113 KB...
17 07 2026 9:16:23
Статья в формате PDF
416 KB...
16 07 2026 9:36:27
В статье приведены данные оценки экологического состояния атмосферной среды Промышленного района города Ставрополя, с помощью методов лихеноиндикации. Исследованиями были охвачены придорожные лесополосы проспекта Кулакова и улицы Доваторцев и лесной массив – «Русский лес».
...
15 07 2026 5:35:21
Статья в формате PDF
114 KB...
14 07 2026 9:50:53
Инженерная рационализация лесопользования предполагает активное применение достижений древесиноведения. Фундаментальные достижения в этой области вполне могут быть применены в исследованиях свойств живой древесины растущих деревьев. Доказательство биотехнического принципа в данной статье выполнено на основе моделирования экспериментальных данных профессора Б.Н.Уголева по деформативности древесины при действии усилий поперек волокон.
...
13 07 2026 1:45:34
Статья в формате PDF
128 KB...
12 07 2026 14:13:25
На основе социологического исследования и субъективного восприятия изучено влияние нeблагоприятных производственных факторов на трудовой процесс и состояние здоровья операторов связи и телефонисток, как профессиональных пользователей видеодисплейных терминалов с учетом стажа, возраста и профессиональной деятельности.
...
11 07 2026 13:59:40
Статья в формате PDF
291 KB...
10 07 2026 20:13:46
Проведен анализ ошибок и осложнений хирургического лечения пролапса тазовых органовс использованием системы Prolift ™ (Gynecare, Pelvic Floor Repair System, Johnson&Johnson comp., US). Были определены факторы риска и способы уменьшения количества осложнений. Несмотря на высокую эффективность, операция Prolift может сопровождаться тяжелыми осложнениями. Некоторые из них могут представлять серьезную опасность для жизни и здоровья больных.
...
09 07 2026 9:25:59
Статья в формате PDF
110 KB...
08 07 2026 20:35:10
Статья в формате PDF
107 KB...
07 07 2026 12:39:58
Статья в формате PDF
95 KB...
06 07 2026 2:17:23
Статья в формате PDF
109 KB...
05 07 2026 23:22:45
Статья в формате PDF
115 KB...
04 07 2026 19:34:35
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
