2.14. Поверхностное натяжение

В двухфазных системах действуют силы, образующие т.н. свободную поверхность жидкости на границе раздела с газом. Работа, затраченная на образование 1 см2 поверхности раздела фаз, называется поверхностным натяжением. Единица измерения поверхностного натяжения — ньютон на метр (Н/м).

Если в системе не происходит массо- или теплообмена, поверхностное натяжение — физическая константа, характеризующая систему «жидкость-пар» или «жидкость-жидкость». Поверхностное натяжение системы «жидкость-пар» определяется по формуле

σ = с (ρж – ρп) (2.49)

где с — коэффициент пропорциональности (постоянный для данного вещества),определяемый через молекулярную массу.

С повышением молекулярной массы поверхностное натяжение вещества увеличивается, а с увеличением температуры — уменьшается и становится равным нулю при критической температуре (табл. 2.16).

Влияние температуры на поверхностное натяжение при нормальном давлении может быть определено по формуле:

σ = σ0 [(tкр – t)/(tкр – t0)]1,2 (2.50)

 

где σ0 — поверхностное натяжение при нормальных условиях; tкр — критическая температура жидкости.
Повышение давления также приводит к уменьшению поверхностного натяжения, а при давлении, равном критическому, оно становится равным нулю. Поверхностное натяжение смеси двух жидкостей может быть определено с помощью следующего соотношения:

 

σ = σ1σ2(х1σ1 + х2σ2) (2.51)

где σ1 и σ2 — поверхностное натяжение смешанных жидкостей; х1 и х2 — молярные доли жидкостей в смеси.

углеводородные газы

углеводородные газы