Термодинамические параметры поверхностного слоя

Все поверхностные явления, вызванные наличием избыточной энергии удобно классифицировать, используя объединенное уравнение I и II начала термодинамики. Его дифференциальная форма:

G – энергия Гиббса

S – энтропия

Т – температура

V – объем

P – давление

σ – поверхностное натяжение

s – площадь поверхности

μ_i – химический потенциал i-го компонента

n_i – число молей i-го компонента

φ – электрический потенциал

q – количество электричества (заряд)

Уравнение выражает приращение энергии Гиббса через алгебраическую сумму приращений других видов энергии, присущих явления на межфазной поверхности.

Поверхностная энергия σds может превращаться:

1. в энергию Гиббса (соответствует изменению реакционной способности)

2. в теплоту (соотв. пр. адгезии и смачивания)

3. в механическую энергию (явление капиллярности)

4. в химическую энергию (явление адсорбции)

5. в электрическую энергию (электрические и электрокинетические явления)

При T, p, ni, q – const , т.е.

σ – есть частная производная от энергии Гиббса на площади межфазной поверхности при T. p, ni, q - const. Если объединенное уравнение записать относительно других термодинамических потенциалов (υ, F, H_{энтальма}), то при постоянстве других параметров системы получим:

; ;

Таким образом: σ – есть частная производная от любого т.д. потенциала по площади межфазной поверхности при постоянстве соответствующих параметров системы.

Т.к. легче всего осуществить const p и T, то σ чаще всего выражают через производную от G.

Дата добавления: 2015-07-24