ФХОЭТ_Сидорова_М1-Л4 (1076348)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Московский государственный технический университет им.Н.Э.БауманаФакультет: Машиностроительные технологии (МТ)Кафедра: Электронные технологии вмашиностроении (МТ11)Физико-химические основыэлектронныхтехнологийСидороваСветланаВладимировна,асс.каф.МТ11МГТУим.Н.Э. БауманаE-mail:sidorova_bmstu@mail.ru2016Модуль1«Общиеположения,понятияиопределения»Лекция42Джозайя Виллард ГиббсРодилсявнебольшомгородкеНью-ХейвенвштатеКоннекитут 11.02.1839г.,почти30летпроработалпрофессоромматематическойфизикивЙельскомуниверситететогожештата,печаталсявИзвестияхКоннекитутской академиииопубликовалвсего29работ.Основныеработынаписаныввиде3серийстатей:“Оравновесиигетерогенныхвеществ”(1876-1878),“Элементывекторногоанализа”(1881-1884)и“Основныепринципыстатистическоймеханики”(1902г).Публикацийнемного,Гиббсвообщенелюбилсобраний,публичныхвыступленийипростопублики.Говорилонмало,работалоченьмногоирегулярноимелнеболее2-3учеников.Нозатокакиеэтобылиработы!ВэтихработахГиббспредложилправилофаз,ввелпонятиехимическогопотенциала,разработалтермодинамикуповерхностныхиэлектрохимическихпроцессов,основыобщейстатистическойтермодинамики.Гиббсоднозначносчитаетсяосновоположникомтермодинамикигетерогенныхсистемистатистическоймеханики.3ПоверхностноенатяжениеПоверхностноенатяжение (σ,Дж/м2)награницедисперсныхчастицсдисперсионнойсредой– основнойтермодинамическийпараметр,характеризующийсвойстваповерхностиразделафаз(см.Лекция1).Прибордляизмеренияповерхностногонатяжения–тензиометр.Времяобразованияновойповерхности– возрастповерхности.1– газ;2– жидкость;3– твердоетелоДинамическиеметодыизмеренияповерхностногонатяжения.1.

Максимальногодавлениявпузырьке.2. Объемакапли(счетакапель).Статическиеметодыизмеренияповерхностногонатяжения1. КольцоДью Нуи.2. ПластинаВильгельми.3. Вращающаясякапля.44. Висящаякапля.ПоверхностноенатяжениеМетодмаксимальногодавлениявпузырькеМожноизмерятьповерхностноенатяжениедо100 мН/м.Диапазон«возраста»поверхности(спомощьюсовременныхтензиометровKRUSSсерияBP)от5 мсек до50сек.,гдеРmax – максимальноезначениедавлениявпузырьке,когдапузырекпринимаетформусферы, P0 - гидростатическоедавлениевкапиллярезасчетпогружения,r - радиуссферы=радиускапилляра.ТензиометрKRUSS серияBP«ТириТ»5ПоверхностноенатяжениеМетодобъемакаплиЗнаяобъёмкапливмоментотрыва(Vкапля),плотностьтяжёлойфазы(ρТ)илёгкойфазы(ρЛ),атакжедиаметркапилляра(d),можнорассчитатьдинамическоемежфазноенатяжение(g– гравитационнаясоставляющая):Диапазонвремениот1секдонесколькихчасов(зависитотвязкости).Диапазонизмеряемогомежфазногонатяженияот0,1до55мН/м.ТензиометрKRUSS серияDVT50 6«ТириТ»Поверхностноенатяжение1Статическиеметодыизмеренияповерхностногонатяжения1.2.3.4.2КольцоДью Нуи.ПластинаВильгельми.Вращающаясякапля.Висящаякапля.347ПоверхностноенатяжениеМетодкольцаДью НуигдеFmax – максимальноеусилие,приложенноедляотрывакольца,Fv – силагидростатическогостолбажидкостиподкольцом,L– длинасмачивания.Диапазонизмеренияот2до100 мН/м.ТензиометрKRUSSсерияK6«ТириТ»8ПоверхностноенатяжениеМетодпластиныВильгельмиF – измеряемаясила,L– длинасмачивания,Θ – уголсмачивания.Диапазонизмеренияот5до100 мН/м.ТензиометрKRUSS серияK100«ТириТ»9ПоверхностноенатяжениеПреимуществаметодакольцаДью Нуи:ПреимуществаметодапластиныВильгельми:• Многолитературныхданных.• Нагрузканакольцовыше,следовательно,вышеточность.• Некоторыевещества,например,катионныеПАВ,показываютнизкуюсмачиваемость пластины.• Нетребуетвведенияпоправок.• Ненадознатьплотностижидкости.• Измерениепроизводитсятолькозасчеткасания,бездавленияиперемешиванияфаз.НОДляоченьмалогомежфазногонатяженияметодыкольцаипластинынеподходят,т.к.силывзаимодействияоченьмалы,асамаповерхностьоченьнестабильна.10ПоверхностноенатяжениеМетодвращающейсякаплиОтличиеотпредыдущихметодовсостоитвтом,чтопротивсилповерхностногонатяженияиспользуютцентробежныесилы.гдеρH – плотностьтяжелойфазы, ρL –плотностьлегкойфазы, r– радиусвращениякапли,ω – частота вращения,k –постояннаяприбора,зависящаяотприближенияоптики.Диапазонизмерения10-6 …50/100мН/м.ТензиометрKRUSS SITE100,«ТириТ»11ПоверхностноенатяжениеМетодвисящейкаплиДиапазонизмерениясоставляетот0,1мН/мдонесколькихсотенмН/м.гдеΔР– разницадавлений,действующихнакончиккаплиидругиеееточки,r1,2 –основныерадиусыкривизныконтура.ТензиометрKRUSS DSA25,«ТириТ»12ПоверхностноенатяжениеПоданнымкомпании «ТириТ»13ПоверхностноенатяжениеПоданнымкомпании «ТириТ»14СвободнаяэнергияразделафазСвободнаяэнергияповерхностиэквивалентнаповерхностномунатяжениюжидкости.Свободнаяповерхностнаяэнергиятвердыхматериаловрассчитываетсянаосновекраевогоугласмачиванияповерхностиразличнымижидкостями.Краевойуголсмачиванияпозволяетописатьсмачиваемость твердыхповерхностейжидкостями.Этахарактеристикапозволяетопределитьповерхностноенатяжениетвердыхтел.15СвободнаяэнергияразделафазСмачивание– физическоевзаимодействиежидкостисповерхностьютвёрдоготелаилидругойжидкости.Видысмачивания:• Иммерсионное (всяповерхностьтвёрдоготелаконтактируетсжидкостью).• Контактное (состоитизтрёхфаз — твердая,жидкая,газообразная).Краевойуголсмачивания– этоугол,образованныйкасательнымиплоскостямикмежфазнымповерхностям,ограничивающимсмачивающуюжидкость,авершинауглалежитналинииразделатрёхфаз.••••Методыизмерениякраевогоугласмачивания:ПластинаВильгельмиЛежащаякапляПоднятиепокапилляруОтраженныйсвет16ИзмерениекраевогоугласмачиванияМетодлежащейкаплиДиаметркаплидолженбытьот2до5мм.Частный случай– метод"плененногопузырька"Разновидностиизмерениякраевогоугла:1.

Статическийкраевойугол.2. Динамическийкраевойугол:• натекающийугол• оттекающийугол17ИзмерениекраевогоугласмачиванияМетодыоценкикраевогоугласмачиванияМетодЮнга-Лапласа.Достоинства: наиболееточный,т.к.используетпоправкунавескапли.Недостатки: наиболеетрудоемкий;неможетиспользоватьсядлядинамическихкраевыхуглов,т.к.рассматриваеткаплюсимметрично.Методдлины-ширины.Достоинства: болееточендлямелкихкапельввидесферы.Недостатки: неподходитдлядинамическихкраевыхуглов,т.к.игланаходитсявкаплеинельзяопределитьвысотукаплиточно.Методкруга.Достоинства: вотличиеотпредыдущегометодаиглавкапленезначительновлияетнарезультат.Тангенциальныйметод1.Достоинства: можетиспользоватьсясдинамическимиметодамиоценкивтомслучае,есликаплянесильноразрушаетсяиглой.Тангенциальныйметод2.Достоинства:точность;подходитдляизмерениядинамическихкраевыхуглов,нотребуетчеткогопостроенияизображениявточкеконтактафаз.Недостатки: чувствительностькзагрязнениямипостороннимвеществамвжидкости.18ИзмерениекраевогоугласмачиванияМетодподнятияпокапилляру(методВашбурна)m2/t – приростмассыповремени;с – постоянная,котораязависитотрадиусакапилляровиихчисла;η – вязкостьжидкости;ρ – плотностьжидкости.МетодВашбурна – частныйслучайдинамическго методапластиныВильгельми –являетсяпочтиединственной̆возможностьюоценитьсмачиваемостьпористыхматериалов,порошкови волокон.Константаматериала,зависящаяотплотностиупаковкиволокон/крупинок,можетслегкаотличатьсяотобразцакобразцу,новпределахсохраненияобщих19свойствматериала.ИзмерениекраевогоугласмачиванияМетодотраженногосветаПрибордля измерениякраевого углавуглубленияхTVA100,«ТириТ»Стандартныйанализкраевогоугла вуглубленииилинаповерхностисосложнымрельефомневозможен,т.к.наподобныхобразцахнельзяполучитьизображениекаплисбоку,поэтомубылразработанприбордлярешенияспецифическихзадачвобластибиотехнологии,микроэлектроники,производстваплат,керамики,линзит.п.20Контрольныевопросы1.

Поверхностноенатяжениеикраевойуголсмачивания:методыизмеренияиоценки.2. ПреимуществаинедостаткиметодакольцаДью Нуи.3. ПреимуществаинедостаткиметодапластиныВильгельми.4. Измерениемалогоповерхностногонатяжения.5. Оценкасмачиваемости пористыхматериалов.6.

Оценкасмачиваемости поверхностисосложнымрельефом.21.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций