Упругость пара над искривленной поверхностью

Равновесное давление пара над искривленной (p_D) и ровной (p_s) поверхностью жидкости неодинаково. Над выпуклой поверх­ностью оно выше, а над вогнутой - ниже, чем над ровной поверхностью.

Соотношение между давлениями p_D и p_s задается уравнением Кельвина

, (1.19)

где σ- поверхностное натяжение жидкости;

V_M - молярный объем;

r - радиус кривизны;

R - универсальная газовая постоянная;

Т - температура (в градусах Кельвина).

Уравнение (1.19), в частности, объясняет, почему даже в относительно сухой атмосфере мелкопористые тела сохраняют влагу: в очень тонких хорошо смачиваемых порах над мениском с малым радиусом кривизны r равновесная упругость пара p_D может оказаться ниже давления пара в атмосфере, и тогда ат­мосферная влага будет самопроизвольно конденсироваться в этих порах.

Вопросы для самоконтроля

Адсорбция

1. Можно ли долго находиться в противогазе в атмосфере с
большой концентрацией отравляющего вещества?

2. Выручит ли противогаз в атмосфере, состоящей только из
паров отравляющего вещества?

3. Почему ионообменные смолы в опресняющей воду аппарату­ре нужно периодически заменять или регенерировать?

4. Какую воду получим на выходе, если соленую (например,
морскую) воду пропустить через колонку с анионообменной смо­лой?

5. Почему мыльные пузыри существуют долго, а пузыри из
чистой воды быстро лопаются?

6. Почему капля керосина растекается на поверхности воды
и даже совершает работу, расталкивая плавающие там легкие
предметы?

7. Почему мелкие капли жидкости самопроизвольно сливаются
в большую каплю?

8. Небольшое количество этилового спирта растворили в во­де. Где выше концентрация спирта в растворе или в поверх­ностном слое? Почему?

9. Почему в невесомости жидкость принимает форму шара?

Капиллярные явления

1. В герметичном сосуде находятся большая и маленькая
капли одной и той же жидкости. Что произойдет?

2. В герметичном сосуде находятся два узких цилиндра одинакового диаметра, наполовину заполненные водой: стенки одного гидрофильны, другого гидрофобны. Какой процесс будет идти самопроизвольно и до каких пор?

3. Два пузыря – один из чистой, другой из мыльной воды –
одинакового диаметра, соединены трубкой. Какой процесс пойдет
самопроизвольно?

4. Трубкой соединены два мыльных пузыря разного диаметра.
Какой процесс пойдет самопроизвольно?

5. Если между двумя чистыми стеклянными пластинами поме­щена капля воды, они самопроизвольно прижимаются друг к другу.
Почему? Почему для их разъединения на воздухе требуется прило­жить усилие, а в воде – нет?

6. Почему мокрый песок можно формовать, а если такой
сформованный песок поместить в воду, он расползается?

7. Почему мокрый песок не пылит?

8. Почему под дождем грязное лобовое стекло мутное, а вымытое с мылом прозрачное?

9. Почему смазанная жиром стальная игла может удержи­ваться на поверхности воды?

10. Почему кварц (SiО₂) смачивается водой хорошо, а пара­фин – плохо?

Литература

1. Глинка Н.Л. Общая химия. – М.: Интеграл-Пресс, 2002. Гл.10, §10.5 – 10.7. – С. 299 – 306.

2. Коровин Н.В. Общая химия. – М.: Высш. шк., 2002. Гл. 6, § 6.3. – С. 158-166.

1.8. Индивидуальные задания для самостоятельной подготовки студентов

Дата добавления: 2015-07-24