НОВЫЕ КОРРЕЛЯЦИИ ПОВЕРХНОСТНЫХ И ОБЪЕМНЫХ СВОЙСТВ ЖИДКОСТЕЙ

Сумм Б.Д.

Химический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова

          Предложены новые корреляции поверхностного натяжения s, поверхностной энтропии h и автоадсорбции (поверхностного уплотнения) Г_А с теплотой и энтропией плавления (Q_m и DS_m) и со скоростью звука v_sв жидкости.

Связь s=f(Q_m) базируется на экспериментах [1, 2], устанавливающих квазикристаллическую структуру поверхностного слоя (ПС) ряда жидкостей (алканы, спирты, ртуть, галлий) при T>T_m, T_m – температура плавления. Для этой модели ПС

s_m = Q_mr_sd                                      (1)

s_m – натяжение жидкости при T_m, r_s – плотность твердой фазы, d - толщина ПС.

          Соответственно поверхностная энтропия h пропорциональна энтропии плавления:

h_m = (Q_m/T_m)r_sd                              (2)

Уравнения (1) и (2) хорошо согласуются с экспериментальными значениями s_m и h_m для сжиженных инертных газов и для многих металлов с решетками ГЦК и ОЦК [2].

Корреляция s =f(v_s) получена на основе анализа размерности и принципа эквивалентности энергии и массы:

s =Г_Аv_s²                                          (3)

Данной модели соответствуют периодические колебания параметров s и Г_А, т.е. обратимые переходы механической энергии (поверхностное натяжение) в химическую (автоадсорбция) и обратно. Эти колебания служат основной причиной капиллярных волн. Сопоставление (3) с адсорбционным уравнением Гиббса показывает, что химический потенциал вещества в ПС пропорционален v_s².

1.     Regan M.J., Kawamoto E.N., See L. et al. Phys. Rev. Lett. 1995. V.75. N13.  P.2498.

2.     Magnussen O.M., Ocko B.M., Regan M.J. et al. Phys. Rev. Lett. 1995. V.74. N2. P.4444.