395

A    .Ui» .%*.»*%.**, T ), Uli_tMh< 2t<«2

KIN RMHni v?. o by UN rws *n*

13

ZJAWISKA POWIERZCHNIOWE I UKŁADY DYSPERSYJNE

13.1. ENERGIA POWIERZCHNIOWA

Zgodnie z równaniem (10.2) entalpie swobodną. G. jakiejś lazy obliczamy dodając do siebie wyrazy otrzymane przez pomnożenie liczby moli poszczególnych składników przez ich potencjały chemiczne:

G = jui/ri + jryi> + ... + /4,/r,

Pisząc to równanie, mieliśmy na myśli fazę nie wykazującą dużego rozdrobnienia, a więc taką. w której stosunek powierzchni do objętości jest mały W takim przypadku można zaniedbać wpływ efektów związanych z powierzchnią fazy na wielkość funkcji G Inaczej rzecz się przedstawia, gdy mamy do czynienia z fazą o dużym stopniu rozdrobnienia Rozdrabnianie ciała stałego lub cieczy wymaga, jak wiadomo, pewnego nakładu pracy mechanicznej (łupanie kryształu, rozpylanie cieczy). Praca, której dostarczamy w celu wytworzenia nowej powierzchni, powoduje wzrost entalpii swobodnej danej fazy. Jeżeli pracę potrzebną do wytworzenia powierzchni jednostkowej (np. I m^?) oznaczymy przez y. a całą powierzchnię przez S. to entalpia swobodna fazy wyrazi się wzorem

G = /t|/t| + /4;n> + ... + n,n, + yS    (13.1)

Wielkość y, wyrażaną w J m ³, nazywamy energią powierzchniową. Jak już wiadomo. entalpia swobodna we wszystkich samorzutnych przemianach zdąza do minimum. W układach o stałym składzie, a takimi właśnie będziemy się teraz zajmować, entalpia swobodna może się zmniejszać tylko wskutek zmniejszenia wartości członu yS. Można to osiągnąć zarówno przez zmniejszenie wartości S, jak i zmniejszenie wartości y Kropla rosy zawieszona na nitce pajęczyny przyjmuje kształt kulisty, gdyż przy tym kształcie uzyskuje się dla danej objętości cieczy najmniejszą powierzchnię Dwie krupie rtęci, gdy tylko się z sobą zetkną, łączą się w jedną większą kroplę, której powierzchnia jest mniejsza mz łączna powierzchnia obu kropel W sproszkowanych ciałach stałych ogrzewanych w temperaturach zbliżonych do temperatury topnienia następuje wzrost krystalitów: luźny proszek zmienia się w mniej lub bardziej porowatą sztywną masę o całkowitej powierzchni wyraźnie zmniejszonej w stosunku do wyjściowej powierzchni proszku (spiekanie)