Energie de suprafață

Energia de suprafață , de asemenea, energia de suprafață liberă, energia de suprafață Gibbs este o funcție termodinamică care caracterizează energia interacțiunii intermoleculare a particulelor de pe interfața cu particulele din fiecare dintre fazele de contact. O altă definiție a energiei de suprafață este energia potențială care este concentrată la interfața (interfața) necesară pentru a forma o unitate de suprafață. Este redundant în comparație cu energia din volum, adică nu este egal cu zero. Unitatea de măsură în sistemul SI este J/m 2 .

Existența energiei de suprafață liberă, împreună cu tensiunea superficială, este cauza apariției stărilor metastabile (stări de suprarăcire, suprasaturare).

Descriere fizică

Energia de suprafață este direct proporțională cu energia specifică de interacțiune interfacială sau tensiunea superficială σ și aria specifică a interfeței S:

${G_{s}=\sigma S}$ .

Pentru o modificare infinitezimală:

${dG_{s}=\sigma dS)$

Energia de suprafață liberă Gs la presiune constantă coincide cu funcția termodinamică - energia Gibbs care caracterizează starea interfeței în sisteme eterogene .

Datorită dependenței lui G s de tensiunea de suprafață și de aria de interfață specifică, toate fenomenele de suprafață apar spontan dacă este îndeplinită una dintre următoarele condiții:

${\sigma <0}$ ,

${S<0}$ ,

${\Delta G_{s}=\Delta \sigma \Delta S<0)$ .

Adică, în conformitate cu a doua lege a termodinamicii - toate procesele spontane apar cu o scădere a energiei sistemului. În acest caz, cu energie descrescătoare G s .

Procesele spontane care apar cu o scădere a valorii G s datorită unei scăderi a suprafeței fazei includ:

coalescență - procesul de coalescență a particulelor (mărirea) picăturilor sau bulelor în interiorul unui mediu în mișcare (lichid, gaz) sau pe suprafața unui corp.
coagularea și flocularea sunt procese de lipire și mărire a particulelor din faza dispersată .

Procesele spontane care merg cu o scădere a valorii lui G s datorită scăderii valorii tensiunii superficiale σ includ: procesele de umectare , aderență , sorbție etc.

Energie de suprafață

Descriere fizică

Note