Розрахуйте питому поверхню адсорбенту по ізотермі адсорбції азоту, використовуючи рівняння бет

Екзаменаційний квиток №2

Поверхневий натяг: термодинамічний визначення, фізичний зміст, вплив природи взаємодіючих фаз. Виведення рівняння для повної (внутрішньої) енергії поверхневого шару (рівняння Гіббса-Гельмгольця). Залежність термодинамічних параметрів поверхні від температури.

Є кілька визначень поверхневого натягу:

Поверхневий натяг - робота утворення нової поверхні в ізотермічному процесі

Поверхневий натяг - сила, що діє по периметру цієї поверхні, віднесена до одиниці довжини.

Поверхневий натяг - робота перенесення молекул з обсягу тіла поверхню.

Термодинамічний визначення поверхневого натягу:

Термодинамічний визначення поверхневого натягу випливає з об'єднаного рівняння першого і другого почав термодинаміки. Запишемо його для гетерогенної системи щодо зміни внутрішньої енергії U:

При постійних S, V, ni та q маємо:

т. е. поверхневе натяг є приватна похідна від внутрішньої енергії за площею поверхні розділу фаз при постійних ентропії, об'ємі, числі молей компонентів та заряді.

Так як об'єднане рівняння першого і другого початків термодинаміки може бути записано і щодо інших термодинамічних потенціалів, а саме енергії Гіббса G, енергії Гельмгольця F та ентальпії Я, то при відповідних постійних параметрах отримаємо:

Таким чином, поверхневе натяг є приватна похідна від будь-якого термодинамічного потенціалу площі міжфазної поверхні при постійних відповідних параметрах.

Фізичний зміст поверхневого натягу можна так: поверхневе натяг на межі рідини згазової фазою – робота, що витрачається на оборотний розрив стовпчика цієї рідини з поперечним перерізом 0,5 одиниці площі, оскільки при розриві утворюється нова поверхня, що дорівнює одиниці площі.

Чим сильніші міжмолекулярні зв'язки в даному тілі, тим більше його поверхневий натяг на кордоні з газовою фазою.

Відповідно до другого початку термодинаміки надмірна ентропія дорівнює

Враховуючи, що Gs = σ, отримаємо такий вираз:

З цього рівняння випливає, що внутрішня енергія поверхні складається з енергії Гіббса та теплоти утворення поверхні. Для індивідуальних речовин теплота qs завжди позитивна, тому що при утворенні поверхні тепло поглинається. З рівняння об'єднаних першого і другого початку термодинаміки за сталості всіх параметрів, крім температури, маємо:

Підставляти цей вислів в отримані рівняння:

Це рівняння називається рівнянням Гіббса - Гельмгольця. Воно пов'язує повну поверхневу енергію з енергією Гіббса (поверхневим натягом). З цього рівняння слід, що з визначення повної поверхневої енергії необхідно знати залежність поверхневого натягу від температури. Для індивідуальних речовин теплота qs завжди позитивна, а це означає, що температурний коефіцієнт поверхневого натягу негативний:

Таким чином, поверхневий натяг індивідуальних речовин на кордоні з газом (повітрям) знижується з підвищенням температури. Більшість неполярних рідин ця залежність лінійна.

Калькулятор

Сервіс безкоштовної оцінки вартості роботи

1. Заповніть заявку. Фахівці розрахують вартість вашої роботи
2. Розрахунок вартості прийде на пошту та по СМС

Номер вашої заявки

Прямо зараз на поштуприйде автоматичний лист-підтвердження з інформацією про заявку.

---