|
|||||
Змочування і розтіканняДата добавления: 2014-10-03 | Просмотров: 1676
Змочування – це поверхневе явище, яке полягає у взаємодії рідини з іншою конденсованою фазою, при умові одночасного контакту трьох фаз, одна з яких - газ (повітря). Мірою змочування є крайовий кут змочування, це кут між площиною поверхні, що змочується і дотичною до поверхні рідини в одній із точок контуру змочування. В залежності від величини крайового кута змочування можливі наступні варіанти контакту рідини з поверхнею (рис.8). Рис. 8. Приклади змочування поверхні. 1. 180о>q>90o Поверхня не змочується (ліофобна); 2. q=90o Межа змочування і незмочування; 3. q<90o Поверхня змочується (ліофільна). Проаналізуємо поверхневі сили, що діють на краплину яка знаходиться на поверхні в умовах рівноваги (рис.9).
Рис. 9. Сили, що діють на краплю на поверхні.
s3,1 - сила, яка діє між твердим тілом і газом і прагне розтягнути краплю; s3,2 –стягує краплю і діє між рідиною і твердим тілом; s2,1 – діє між газом і рідиною. У випадку рівноваги цих сил: s3,1=s2,1cosq+s3,2 ( 2.33) ( 2.34) Рівняння (2.34) називають рівнянням Юнга. s3,1- s3,2=s2,1cosq ( 2.35) Підставимо вираз (2.35) в рівняння Дюпре (2.30) і 1 отримуємо рівняння Дюпре - Юнга: Wa=s3,1- s3,2+s2,1cosq=s2,1+s2,1cosq=s2,1(1+cosq) ( 2.36) Розділимо вираз (2.36) на 2s2,: ( 2.37) Якщо q=0o cosq=1 Wa=WK; q=90o cosq=0 Wa=0,5WK; q=180o cosq=-1 Wa=0, але такого стану в природі не спостерігалось. Наприклад в системі вода-тефлон: q=108o; sH2O=72мДж/м2; Wa=50,3мДж/м2.
На поверхнях реальних тіл завжди є неоднорідності, пори та тріщини. Вони викликають відхилення кутів змочування від рівноважних значень. Це відхилення називають гістерезисом змочування. При наявності гістерезиса змочування розрізняють граничні кути натікання і відтікання. При збільшенні об’єму краплини максимальний кут, при якому площа поверхні, яку займає крапля, не змінюється називають кутом натікання; а при зменшенні об’єму краплини мінімальний кут при якому площа поверхні що займає краплина залишається незмінною називають кутом відтікання. За утворенням цих кутів зручно спостерігати нахиляючи пластину з краплею, до моменту стікання її з поверхні (рис.10). Рис. 10. Змочування реальних тіл.
|
При использовании материала ссылка на сайт Конспекта.Нет обязательна! (0.05 сек.) |