Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

18.7: Поверхневий натяг

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    29244

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Поверхневий натяг - це міра поверхневої вільної енергії рідин, тобто ступеня енергії, що зберігається на поверхні рідин. Хоча він також відомий як міжфазна сила або міжфазний натяг, назва поверхневого натягу зазвичай використовується в системах, де рідина контактує з газом.

    Якісно вона описується як сила, що діє на поверхню рідини, яка прагне мінімізувати площу її поверхні, в результаті чого рідини утворюють краплі сферичної форми, наприклад. Кількісно, оскільки його розмір має силу над довжиною (lbf/ft в англійських одиницях), він виражається як сила (в фунтах), необхідна для розриву плівки довжиною 1 фут. В еквіваленті, він може бути переоцінений як кількість поверхневої енергії (в фунт-фут) на квадратні фути.

    Кац та ін. (1959) представив рівняння Маклеода-Зюдгена для розрахунків поверхневого натягу (\(\sigma\)) в динах/см для вуглеводневих сумішей:

    \[\sigma^{1 / 4}=\sum_{i=1}^{n} \operatorname{Pch}_{i}\left[\frac{\rho_{i}}{62.4\left(M W_{l}\right)} x_{i}-\frac{\rho_{g}}{62.4\left(M W_{g}\right)} y_{i}\right] \label{18.20}\]

    де:

    • \(Pch_i\)є парашором компонента «i»,
    • \(x_i\)- мольна частка компонента «i» в рідкій фазі,
    • \(y_i\)- мольна частка компонента «i» в газовій фазі.

    Для того, щоб висловити поверхневий натяг у польових одиницях (фунт/фут), помножте поверхневий натяг в (дин/см) на\(6.852177 \times 10^{-3}\). Парашор - це температурний незалежний параметр, який розраховується експериментальним шляхом. Парашури для чистих речовин були представлені Weinaug і Katz (1943) і перераховані в таблиці 18.1.

    Таблиця 18.1: Парашури для чистих речовин (Вайнауг і Кац, 1943)
    Компонент Парашур

    СО 2

    78.0

    N 2

    41.0

    С 1

    77.0

    С 2

    108.0

    С 3

    150.3

    iC 4

    181.5

    нК 4

    189,9

    iC 5

    225.0

    нК 5

    231.5

    нК 6

    271.0

    нК 7

    312.5

    нК 8

    351.5

    Вейнауг і Кац (1943) також представили наступну емпіричну залежність парашору вуглеводнів з точки зору їх молекулярної маси:

    \[P c h_{i}=-4.6148734+2.558855 M W_{i}+3.404065 \cdot 10^{-4} M W_{i}^{2}+\frac{3.767396 \cdot 10^{3}}{M W_{i}} \label{18.21}\]

    • Ця кореляція може бути використана для псевдокомпонентів або для тих вуглеводнів, які не вказані в таблиці 18.1.

    Автори та атрибуція