Difference between revisions 120206 and 127478 on ruwikibooks

< previous diff
Влияние температуры на поверхностное натяжение
<small> Из текста статьи "Вывод теоретичекой зависимости поверхностного натяжения от температуры из теории «распаковки молекул»  " опубликованной в журнале «Диалоги о науке» №2, 2011, с.33-38. Автор исходного текста – Хайдаров Геннадий Гасимович.</small>
<br/>
Теоретически доказано представление поверхностного натяжения, как части внутренней энергии (Научное изложения в статьях <ref name="MET1"/> и <ref name="MET2"/>. Реферат  второй статьи опубликован на английском языке в марте 2011 года <ref name="MET3"/>). В качестве результата предложена теоретическая модель и установлена теоретическая расчетная формула поверхностного натяжения от температуры. Данная зависимость подтверждается расчетом экспериментальных данных из справочника теплофизических свойств. <br/>

=== История вопроса ===
Теории, основанные на геометрическом моделировании испарения вещества и подтвержденные обработкой экспериментальных справочных данных, доказали сущность физической природы поверхностного натяжения. К этим теориям относятся теория «распаковки молекул», опубликованная Г. Хайдаровым в 1983 году и теория «салями метода», опубликованная Виктором Ф. Вайскопфом (Victor F. Weisskopf) в 1985 году. Обе эти теории базируются на одном принципе: при испарении молекул вещества происходит разрыв (contracted; show full)
В эмпирических зависимостях принято вводить в формулу критическую температуру - Tkp. Поэтому преобразуем формулу (9) к разности поверхностных натяжений при текущей температуре и при критической температуре ( когда σkp =  0; ). 
<br/>
Тогда получим искомую зависимость  в виде<br/>
:<math>{\sigma} - {\sigma}_{kp} =  {\sigma} =  {\rho}_l^{2/3} /  (M^{ 2/3} * N ^{1/3} )  * R * (T_{kp}-T) ~,</math> &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;	(9a)
 <br />

=== Эмпирические зависимости поверхностного натяжения от температуры, подтверждающие данную теоретическую зависимость поверхностного натяжения от температуры ===
(contracted; show full)
Таким образом, теоретические зависимости в данной статье (9) и (9а) хорошо качественно объясняют эмпирические зависимости влияния температуры на поверхностное натяжение. Устанавливаются границы справедливости применения закономерности Клапейрона –Менделеева для эмпирической формулы  <ref name="MET4"/> ( T* не более 2,0 ). Полностью согласуется  наша теория для влияния молекулярной массы вещества на поверхностное натяжение с эмпирическими исследованиями  <ref name="MET5"/>.
 <br />

=== Обработка экспериментальных данных из справочника теплофизических свойств газов и жидкостей ===
Для окончательной проверки, полученной в статье теоретической закономерности поверхностного натяжения от температуры, произведем обработку данных из справочника <ref name="MET6"/> для нескольких веществ. <br />
На практике измерения поверхностного натяжения жидкости могут производиться не только на границе жидкости с ее парами, но и на границе жидкости с воздухом. Поэтому расчеты производились как для границы жидкости и чистого пара (по формуле 9), так и для границы жидкости и воздуха (с плотностью воздуха ρв =1,29 кг/м3 по формуле 8). В таблице 1 приведены отношения теоретических значений коэффициентов поверхностного натяжения к эмпирическим справочным значениям. <br />⏎


'''Таблица 1. Значения отношений теоретических и эмпирических коэффициентов поверхностного натяжения для жидкостно-паровой границы и жидкостно-воздушной границы.''' 
{| class="wikitable sortable" style="margin: 0 0 0 0;"
!Вещество
!Температура °C ,°К
!для жидкостно-паровой границы<br> (по формуле 9)
!для жидкостно-воздушной границы<br> (по формуле 8)
 |-
 |Азот	||80 K	||0,84	||0,81
 |-
 |Кислород	||89 K	||0,72	||0,79
 |-
 |Фтор	||81 K	||1,16	||1,52
 |-
 |Неон	||25 K	||0,70	||0,48 
|-
 |Аргон	||84 K	||0,78	||1,07
|-
 | Натрий	||1150 K	||0,96	||0,76 
|-
 |Калий	||1050 K	||1,09	||1,46 
|-
 |Рубидий	||950 K	||1,01	||2,99
|-
 |Цезий	||950 K	||1,10	||5,05
|-
 |Четыреххлористый углерод	||10 С	||0,51	||2,70 
|-
 |Вода	||20 С||	0,58||	0,36
|-
 |Вода	||140 С	||1,11	||0,69 <br/>
 |-
|}

⏎
⏎
Значения высоты поверхностного слоя газа hг для данных веществ меняются в пределах от 1,7 10<sup>-7</sup> до 6,5 10<sup>-7</sup> м. Для сравнения значения диаметра молекулы жидкостей - в пределах от 1,5 10<sup>-10</sup> до 2,7 10<sup>-10</sup> м. <br />
Таким образом, из таблицы 1 видно, что теория «распаковки молекул» дает хорошую качественную согласованность зависимости поверхностного натяжения для различных веществ. Однако различия методов измерения поверхностного натяжения (в парожидкостной среде и в воздухе) может дать довольно значительный разброс данных.⏎
<br />

=== Выводы ===
Теория «распаковки молекул» дала возможность вывести теоретическую зависимости поверхностного натяжения от температуры (формулы 9 и 9а). Показать гипотезы, допущения, области применения и справедливости данной формулы. А также: <br />

1.	Теоретически объяснены эмпирические данные пропорциональной зависимости  <ref name="MET4"/> поверхностного натяжения от температуры.<br/>
2.	Теоретически объяснена эмпирическая зависимость  <ref name="MET5"/> влияния молекулярной массы вещества в степени 2/3 на величину поверхностного натяжения.<br/>
3.	Дано еще одно определение физическому понятию давления, как энергии действующей на объем поверхностного слоя. <br/>
4.	Показано принципиальное влияние способа измерения поверхностного натяжения и объяснен разброс экспериментальных значений в зависимости от свойств газообразной среды на границе с жидкостью (таблица 1). <br/>

== Внешние ссылки ==
⏎
⏎
* [http://www.youtube.com/watch?v=p74ZYEWF6Yo видеоклип о физической природе поверхностного натяжения жидкости, как части внутренней энергии]

==Ссылки==

<references>
<ref name="MET1">
 {{cite web|url= http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Surface_tension.PDF  Журнал физической химии. 1983, № 10, с. 2528-2530 |format=PDF|title= О связи поверхностного натяжения с теплотой парообразования  |author=Г.Г. Хайдаров}}
</ref>  

<ref name="MET2">
 {{cite web|url= http://elibrary.ru/contents.asp?issueid=930443 |author= Хайдаров Г.Г., Хайдаров А.Г., Машек А. Ч.|title= Физическая природа поверхностного натяжения жидкости // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 4. 2011. Выпуск 1. с.3-8. (скачать полный текст можно с http://elibrary.ru).}} 
</ref>  

<ref name="MET3">
{{cite web|url= http://vestnik.unipress.ru/index.html |author= Khaidarov G. G., Khaidarov A. G., Mashek A. Ch. |title= Abstract. The physical nature of liquid surface tension. // Vestnik St. Petersburg University. Series 4: Physics  and Chemistry. 2011. Issue 1 (March). p. 146. }} 
<br>
{{cite web|url= http://elibrary.ru/contents.asp?issueid=930443 |author= Khaidarov G. G., Khaidarov A. G., Mashek A. Ch. |title= The physical nature of liquid surface tension. // Vestnik St. Petersburg University. Series 4: Physics  and Chemistry. 2011. Issue 1 (March). pp. 3-8. (Download the full http://elibrary.ru).}} 
</ref>

<ref name="MET4">	J. Lielmezs, T.A. Herrick. New Surface Tension Correlation for Liquids // The Chemical Engineering Journal, 1986, Vol. 32, P. 165-169
</ref>

<ref name="MET5">		http://en.wikipedia.org/wiki/Surface_tension  Influence of temperature. Surface tension – Wikipedia, the free encyclopedia (Language English)
</ref >

⏎
⏎
<ref name="MET6">	Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М., «Наука», 1972, 720с. 
</ref >

<ref name="MET55">
 {{cite web|url= http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Surface_Tension_and_Temperature.pdf |author= Хайдаров Г.Г., Хайдаров А.Г., Машек А. Ч. Майорв Е.Е. |title= Влияние температуры на поверхностное натяжение // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 4. 2012. Выпуск 1. с.24-28. (скачать полный текст можно также с http://elibrary.ru после входа в электронную библиотеку).}} 
</ref> 
<references/>

[[Категория:⏎
⏎
{{Темы|Физика]]}}