Что такое краевой угол
КРАЕВОЙ УГОЛ
Смотреть что такое «КРАЕВОЙ УГОЛ» в других словарях:
краевой угол — краевой угол; отрасл. угол смачивания Угол между свободной поверхностью или поверхностью раздела двух несмешивающихся жидкостей и твердой стенкой … Политехнический терминологический толковый словарь
краевой угол — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN angle of contact … Справочник технического переводчика
краевой угол — sąlyčio kampas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. angle of capillarity; angle of contact; wetting angle vok. Kontaktwinkel, m; Randwinkel, m rus. краевой угол, m; угол смачивания, m pranc. angle de capilarité, m; angle de contact, m;… … Fizikos terminų žodynas
краевой угол — [marginal angle] угол между поверхностью тела и касательной плоскостью к искривлевной поверхности жидкости в точке ее контакта с телом; характеризуется межмолекулярным взаимодействием на границе соприкосновения твердого тела, жидкости и газа… … Энциклопедический словарь по металлургии
Краевой угол — Лиофильность и лиофобность (от греч. lýo растворяю, philéo люблю и phóbos страх) характеристики способности веществ или образуемых ими тел к межмолекулярному взаимодействию с жидкостями. Интенсивное взаимодействие, т. е. достаточно сильное… … Википедия
КРАЕВОЙ УГОЛ — смотри в статье Смачивание … Металлургический словарь
краевой угол смачивания припоем — краевой угол Двугранный угол между плоскостью, касательной к поверхности припоя у границы смачивания, и смоченной припоем плоской поверхностью паяемого материала. Примечания 1. Различают равновесный краевой угол, определенный в разновеской… … Справочник технического переводчика
краевой угол (смачивания) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN contact angle … Справочник технического переводчика
краевой угол смачивания — Мера смачивания твёрдых частиц жидкой металлической фазой. [http://sl3d.ru/o slovare.html] Тематики машиностроение в целом … Справочник технического переводчика
Смачивание и краевой угол
Величину поверхностного натяжения твердого тела непосредственно измерить трудно. Поэтому для исследования процессов взаимодействия твердых тел с жидкостями и газом пользуются косвенными методами изучения поверхностных явлений, протекающих на контактах между твердыми и жидкими телами. К таким методам относятся измерениеработы адгезии (Адгезия измеряется работой, которую надо затратить, чтобы оторвать твердое тело от жидкости в направлении нормали к поверхности раздела), исследование теплоты смачивания и углов избирательного смачивания и т. д.
Смачиванием называется совокупность явлений на границе соприкосновения трёх фаз, одна из которых обычно является твёрдым телом и две другие – несмешиваемые жидкости или жидкость и газ.
Капля жидкости может растекаться по поверхности, если поверхность хорошо смачивается, а если поверхность плохо смачивается, то капля растекаться не будет (рис. 5.5).
Гидрофильная Гидрофобная Нейтральная
Интенсивность смачивания характеризуется величиной краевого угла смачивания Θ, образованного поверхностью твёрдого тела с касательной, проведённой к поверхности жидкости из точки её соприкосновения с поверхностью (рис. 5.5, 5.6). Краевой угол (Θ) измеряется в сторону более полярной фазы, в сторону воды. Принято условно обозначать цифрой 1 водную фазу, цифрой 2 – углеводородную жидкость или газ, цифрой 3 – твёрдое тело.
Из условия равновесия векторов (предполагая, что краевой угол Θ отвечает термодинамическому равновесию) получим
откуда получается выражение для краевого угла (Θ):
В этих уравнениях величины σ3,2 и σ13 практически неизвестны. Поэтому о соотношении поверхностных натяжений σ3,2 и σ13 (т. е. о процессах, происходящих на границе твердого тела с другими фазами) судят по углу 
, который служит мерой смачивания жидкостями поверхности твердого тела и, следовательно, представляет
косвенную характеристику взаимодействия твердого тела с другими фазами.
Величина , если исключить влияние силы тяжести, не зависит от размеров капли и определяется лишь молекулярными свойствами поверхности твердого тела и соприкасающихся фаз. Поэтому, исходя из теории поверхностных явлений, можно установить связь краевого угла смачивания с поверхностным натяжением между твердым телом и жидкостью. Например, поверхность должна лучше смачиваться той жидкостью, которая обладает меньшей разностью полярностей между твердым телом и жидкостью, т. е. меньшей величиной поверхностного натяжения на их разделе (рис. 5.5).
Высокополярные жидкости, т. е. жидкости с высоким поверхностным натяжением, хуже смачивают твердую поверхность, чем жидкости малополярные (т. е. обладающие меньшим поверхностным натяжением). Например, такая высокополярная жидкость, как ртуть, смачивает только некоторые металлы; вода – жидкость, менее полярная, чем ртуть, поэтому вода смачивает, кроме металлов, многие минералы и кристаллические соли; малополярные масла смачивают на границе с воздухом все известные твердые тела.
По величине угла избирательного смачивания, образующегося при контакте воды, нефти и породы, наряду с другими параметрами можно судить о качестве вод и их отмывающей и нефтевымывающей способности. Лучше отмывают нефть воды, хорошо смачивающие породу. Поэтому изучению явлений смачивания в нефтепромысловом деле уделяется очень большое внимание.
Физики научились правильно измерять углы смачивания
M. Callies and D. Quéré / Soft Matter, 2005
Физики разработали схему надежного измерения краевых углов при смачивании водой поверхностей с разным типом микрорельефа и степенью гидрофобности. Оказалось, что лучше всего для точного определения углов смачивания использовать сидячую каплю, объем которой сначала медленно увеличивается, а потом уменьшается обратно. При этом, если правильно проводить эксперимент, то время одного полного измерения составит до 2 часов, пишут ученые в Nature Protocols.
Один из основных параметров, характеризующих смачивание поверхностей жидкостью — это краевой угол, то есть угол, который образуется на стыке твердой, жидкой и газовой фаз между твердой поверхностью и касательной к поверхности жидкости. Для идеальной (гладкой и химически однородной) поверхности этот угол определяется соотношением Юнга, связывающим поверхностные энергии на трех межфазных границах (жидкость-твердое, жидкость-газ и твердое-газ). В случае смачивания поверхностей водой, если этот угол меньше 90 градусов, то поверхность называют гидрофильной, если больше — гидрофобной.
Угол смачивания — угол между касательной к поверхности капли в точке контакта и самой поверхностью. Слева направо угол смачивания уменьшается
Краевой угол
Лиофильность и лиофобность (от греч. lýo — растворяю, philéo — люблю и phóbos — страх) — характеристики способности веществ или образуемых ими тел к межмолекулярному взаимодействию с жидкостями. Интенсивное взаимодействие, т. е. достаточно сильное взаимное притяжение молекул вещества (тела) и контактирующей с ним жидкости, характеризует лиофильность; слабое взаимодействие — лиофобность. В наиболее практически важном случае взаимодействия вещества с водой лиофильность и лиофобность называется гидрофильностью и гидрофобностью, а в случае масел и жиров — олеофильностью (липофильностью) и олеофобностью. Понятия «лиофильный» и «лиофобный» относят к высокомолекулярным соединениям или к поверхностям различных тел, в том числе находящихся в коллоидно-дисперсном состоянии. Эти термины используют также при описании отдельных атомных групп или участков (радикалов) одной молекулы вещества, по-разному взаимодействующих с молекулами растворителя.
Содержание
Свойства лиофильных и лиофобных веществ
Лиофильные вещества (тела) растворяются в данной жидкости, набухают в ней или хорошо смачиваются. Лиофобные вещества (тела), напротив, не растворяются и не набухают в жидкости, а также плохо смачиваются ею. Вещества или поверхности тел, проявляя лиофильность к одним жидкостям, могут быть лиофобными по отношению к другим. Так, парафин, сажа и некоторые пластмассы олеофильны, но гидрофобны.
Оценка лиофильности и лиофобности
Лиофильность и лиофобность определяют по количеству теплоты, выделившейся при растворении, набухании или смачивании. Распространён способ оценки лиофильности и лиофобности по поведению капли жидкости, нанесённой на гладкую поверхность твёрдого тела. На лиофильной поверхности капля растекается полностью, образуя тонкий слой жидкости (жидкую плёнку), тогда как на лиофобной поверхности она не растекается, сохраняя форму линзы или сплющенного шара. Количественной мерой лиофобности может служить величина угла между поверхностями капли и смачиваемого тела, т. н. краевого угла, или угла смачивания.
Изменение лиофильности и лиофобности
Лиофильность и лиофобность можно направленно изменять путём химических превращений или физико-химических воздействий. Усиление взаимодействия вещества или поверхности тела с окружающей жидкостью называется лиофилизацией, ослабление — лиофобизацией. Оба эти процесса имеют важное значение в производстве строительных и конструкционных материалов, в текстильной, целлюлозно-бумажной и др. отраслях промышленности.
Практическое значение лиофильности и лиофобности
Лиофилизация порошков, волокнистых и пористых материалов облегчает их смачивание и пропитку водой или органическими жидкостями: растворами и расплавами полимеров, смолами, нефтепродуктами и т. д. Лиофобизация тех же материалов защищает их от нежелательного смачивания, предотвращает их слёживание; лиофобизацию тканей и гладких поверхностей используют для предохранения их от загрязнений, уменьшения адгезии липких тел. В технологической практике как лиофилизацию, так и лиофобизацию поверхностей различных тел часто осуществляют специально подобранными поверхностно-активными веществами или полимерными соединениями.
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Краевой угол» в других словарях:
КРАЕВОЙ УГОЛ — (угол смачивания), угол q, образуемый поверхностью тв. тела (или жидкости) и плоскостью, касательной к поверхности жидкости, граничащей с телом (рис.). Равновесное значение q определяется тремя значениями поверхностного натяжения s на границах… … Физическая энциклопедия
краевой угол — краевой угол; отрасл. угол смачивания Угол между свободной поверхностью или поверхностью раздела двух несмешивающихся жидкостей и твердой стенкой … Политехнический терминологический толковый словарь
краевой угол — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN angle of contact … Справочник технического переводчика
краевой угол — sąlyčio kampas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. angle of capillarity; angle of contact; wetting angle vok. Kontaktwinkel, m; Randwinkel, m rus. краевой угол, m; угол смачивания, m pranc. angle de capilarité, m; angle de contact, m;… … Fizikos terminų žodynas
краевой угол — [marginal angle] угол между поверхностью тела и касательной плоскостью к искривлевной поверхности жидкости в точке ее контакта с телом; характеризуется межмолекулярным взаимодействием на границе соприкосновения твердого тела, жидкости и газа… … Энциклопедический словарь по металлургии
КРАЕВОЙ УГОЛ — смотри в статье Смачивание … Металлургический словарь
краевой угол смачивания припоем — краевой угол Двугранный угол между плоскостью, касательной к поверхности припоя у границы смачивания, и смоченной припоем плоской поверхностью паяемого материала. Примечания 1. Различают равновесный краевой угол, определенный в разновеской… … Справочник технического переводчика
краевой угол (смачивания) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN contact angle … Справочник технического переводчика
краевой угол смачивания — Мера смачивания твёрдых частиц жидкой металлической фазой. [http://sl3d.ru/o slovare.html] Тематики машиностроение в целом … Справочник технического переводчика
Что такое краевой угол
Выполнила: Тюрина Анастасия.
Степень смачивания характеризуется углом смачивания. Угол смачивания (или краевой угол смачивания)- это угол, образованный касательными плоскостями к межфазным поверхностям, ограничивающим смачивающую жидкость, а вершина угла лежит на линии раздела трёх фаз. Измеряется методом лежащей капли. Мерой смачивания служит краевой угол θ — это угол между плоскостью, касательной к поверхности жидкости, и стенкой (плоскостью поверхности твердого тела). Внутри краевого угла всегда находится жидкость. Для смачивающей жидкости θ — острый, для несмачивающей θ — тупой. При полном смачивании θ = 0, при полном несмачивании θ = 180°.
Опыты, подтверждающие существование явлений смачивания и несмачивания
Положите рядом стеариновую и стеклянную пластинки. Капните из пипетки на каждую из них по маленькой капле воды. На стеариновой пластинке получится полушарие диаметром примерно 3 миллиметра, а на стеклянной пластинке капля растечется. Теперь возьмите стеклянную пластинку и наклоните ее. Капля уже и так растеклась, а теперь она потечет дальше. Молекулы воды охотнее притягиваются к стеклу, чем друг к другу. Другая же капля будет кататься по стеарину при наклонах пластинки в разные стороны. Удержаться на стеарине вода не может, она его не смачивает, молекулы воды притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам стеарина.
Несмачивание в природе.
Роль поверхностных явлений в природе разнообразна. Например, поверхностная плёнка воды является для многих организмов опорой при движении. Такая форма движения встречается у мелких насекомых и паукообразных. Наиболее известны водомерки, опирающиеся на воду только конечными члениками широко расставленных лапок. Лапка, покрытая воскообразным налётом, не смачивается водой, поверхностный слой воды прогибается под давлением лапки, образуя небольшое углубление. Подобным образом перемещаются береговые пауки некоторых видов, но их лапки располагаются не параллельно поверхности воды, как у водомерок, а под прямым углом к ней.
Перья и пух водоплавающих птиц всегда обильно смазаны жировыми выделениями особых желёз, что объясняет их непромокаемость. Толстый слой воздуха, заключённый между перьями утки и не вытесняемый оттуда водой, не только защищает утку от потери тепла, но и чрезвычайно увеличивает запас плавучести, действуя подобно спасательному поясу.
Воскообразный налёт на листьях препятствует заливанию так называемых устьиц, которое могло бы привести к нарушению правильного дыхания растений. Наличием того же воскового налёта объясняется водонепроницаемость соломенной кровли, стога сена и т.д.
Заключение
Таким образом, явления смачивания и несмачивания имеют важное значение в природе, промышленной технологии, быту. Хорошее смачивание необходимо при крашении и стирке, обработке фотографических материалов, нанесении лакокрасочных покрытий, пропитке волокнистых материалов, склеивании, пайке, амальгамировании и т. д. Снизить смачивание до минимума стремятся при получении гидрофобных покрытий, гидроизоляционных материалов и др. В некоторых случаях, например при флотации и эмульгировании твёрдыми эмульгаторами, требуется сохранение краевых углов в определённом интервале значений. С. играет первостепенную роль в металлургических процессах, при диспергировании твёрдых тел в жидкой среде. Оно влияет на распространение грунтовых вод, увлажнение почв, разнообразные биологические и другие природные процессы.