Краевой угол смачивания: различия между версиями
| [отпатрулированная версия] | [отпатрулированная версия] |
Содержимое удалено Содержимое добавлено
Boehm (обсуждение | вклад) м typog |
|||
Строка 11:
Считается, что если величина краевого угла меньше θ<90°, то происходит смачивание жидкостью твёрдой поверхности, а сама поверхность называется [[лиофильность|лиофильной]] (в случае, если жидкость вода — гидрофильной), в случае, если величина краевого угла больше θ>90°, то твёрдая поверхность не смачивается жидкостью и является лиофобной (гидрофобной). При полном или абсолютном смачивании ([[Растекание жидкости|растекании]]) краевой угол равен нулю, при полном или абсолютном несмачивании — 180°, последнее значение не наблюдается в природе. Равновесный краевой угол вычисляется по [[закон Юнга|закону Юнга]]:
<math>{\cos \theta = \frac {\sigma_{23} - \sigma_{13}}{\sigma_{12}}}</math>,
где <math>\sigma_{23}</math>, <math>\sigma_{13}</math>, <math>\sigma_{12}</math> соответственно [[Поверхностная энергия|поверхностные энергии]] на границе раздела фаз твёрдое тело-газ, жидкость-твёрдое тело и жидкость-газ<ref>{{книга|автор=Начинкин О.И.|заглавие=Полимерные микрофильтры|место=М.|издательство=Химия|год=1985|страницы=65|страниц=216}}</ref>.
Строка 34:
Величина краевого угла зависит от работы [[адгезия|адгезии]] и [[когезия (физика) |когезии]]. С работой адгезии контактный угол связан [[Уравнение Дюпре-Юнга|уравнением Дюпре-Юнга]]:
<math>{Wa = \sigma_{12}(1 + \cos{\theta})}</math>,
где σ<sub>12</sub> — [[поверхностное натяжение]] на границе раздела двух фаз (жидкость-газ), cosθ — краевой угол смачивания, Wa — обратимая работа адгезии. Это уравнение можно представить в следующем виде:
<math>{\frac {Wa}{\sigma_{12}} = 1 + \cos{\theta}}</math>.
Если уравнение разделить на 2, то можно получить зависимость работы сил адгезии и когезии от величины угла смачивания:
<math>{\frac {Wa}{Wk}} ={\frac {1+ \cos{\theta}}{2}}</math>.
Работа адгезии — Wa направлена на растекание жидкости по поверхности твёрдого тела, посредством растяжения. В то же время, работа когезионных сил — Wк противоположна работе адгезии и способствует стягиванию жидкости в каплеобразную форму, предотвращая растекание. Из этого следует, что чем выше значения Wa, и чем ниже Wк, тем сильнее твёрдая поверхность будет смачиваться жидкостью (как следствие, величина θ<90°) и наоборот. Иными словами для того, чтобы усилить смачивание твёрдой поверхности жидкостью, необходимо увеличить работу адгезии и снизить работу когезии.
| |||