Ytenergi
Ytenergi , även fri ytenergi , Gibbs ytenergi är en termodynamisk funktion som kännetecknar energin av intermolekylär interaktion mellan partiklar på gränsytan med partiklar i var och en av de kontaktande faserna. En annan definition av ytenergi är den potentiella energi som är koncentrerad till gränssnittet (gränssnittet) som krävs för att bilda en enhetsytarea. Det är redundant jämfört med energin i volymen, det vill säga inte lika med noll. Måttenheten i SI- systemet är J/m 2 .
Förekomsten av fri ytenergi, tillsammans med ytspänning, är orsaken till uppkomsten av metastabila tillstånd (tillstånd av underkylning, övermättnad).
Fysisk beskrivning
Ytenergin är direkt proportionell mot den specifika interaktionsenergin eller ytspänningen σ och den specifika gränsytan S:
.
För en oändlig förändring:
Den fria ytenergin G s vid konstant tryck sammanfaller med den termodynamiska funktionen - Gibbs-energin som kännetecknar gränsytans tillstånd i heterogena system .
På grund av G: s beroende av ytspänning och specifik gränsyta uppstår alla ytfenomen spontant om något av följande villkor är uppfyllt:
,
eller
,
eller
.
Det vill säga i enlighet med termodynamikens andra lag - alla spontana processer inträffar med en minskning av systemets energi. I detta fall, med minskande energi G s .
Spontana processer som inträffar med en minskning av värdet på Gs på grund av en minskning av fasens ytarea inkluderar:
- koalescens - processen för koalescens av partiklar (förstoring) av droppar eller bubblor inuti ett rörligt medium (vätska, gas) eller på ytan av en kropp.
- koagulering och flockning är processer för att klibba ihop och förstora partiklar i den dispergerade fasen .
Spontana processer som går med en minskning av värdet på G s på grund av en minskning av värdet på ytspänning σ inkluderar: vätning , vidhäftning , sorptionsprocesser , etc.