Поверхность раздела фаз

Пове́рхность разде́ла фаз — граничная поверхность между любыми двумя контактирующими фазами термодинамической системы. Например, в трёхфазной системе лёд — вода — воздух существуют три поверхности раздела (между льдом и водой, между льдом и воздухом, между водой и воздухом), вне зависимости от того, сколько кусков льда имеется в системе.

Поверхность раздела может иметь сложную конфигурацию (например, в случае газожидкостной эмульсии) и физически представляет собой тонкий переходный слой. Частицы вещества, образующие поверхностный слой, находятся в особых условиях, вследствие чего поверхность раздела обладает свойствами (например, поверхностным натяжением), не присущими веществу, находящемуся в глубине фазы. В каждой из контактирующих фаз на некотором расстоянии от поверхности раздела свойства фазы отличаются от её свойств в объёме.

Если поверхность раздела плоская, условием механического равновесия фаз является равенство давлений в обеих сосуществующих фазах. На искривлённой поверхности раздела возникает добавочное давление, направленное в сторону той фазы, по отношению к которой поверхность вогнута. Иначе говоря, при механическом равновесии давление больше в той фазе, которая отделена от другой фазы вогнутой поверхностью раздела. Разность давлений, возникающая по обе стороны искривленной поверхности , носит название (капиллярного давления) (лапласова давления). Оно зависит от кривизны поверхности и от поверхностного натяжения (см. Формула Лапласа).

Если поверхность раздела фаз подвижна, то она под влиянием поверхностного натяжения стремится к форме, имеющей минимальную площадь поверхности. Этим объясняется сферичность поверхности (мыльных пузырей), пузырьков газа в жидкости или (капель) одной жидкости в другой.

Особенности условий равновесия на искривленных поверхностях лежат в основе капиллярных явлений.

Процессы, происходящие на поверхности раздела фаз и в межфазовом поверхностном слое, относят к поверхностным явлениям

См. также

• (Граница раздела)
• Дисперсная система
• Капиллярность
• Поверхностное натяжение
• Поверхностные явления
• Равновесие фаз
• Термодинамическая фаза

Примечания

1. Герасимов Я. И. и др., Курс физической химии, т. 1, 1970, с. 330.
2. Гухман А. А., Об основаниях термодинамики, 2010, с. 27.
3. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Статистическая физика. Часть 1, 2002, с. 589.
4. Герасимов Я. И. и др., Курс физической химии, т. 1, 1970, с. 333.

Литература

• Герасимов Я. И., Древинг В. П., Еремин Е. Н. и др. Курс физической химии / Под общ. ред. Я. И. Герасимова. — 2-е изд. — М.: Химия, 1970. — Т. I. — 592 с.

• Гухман А. А. Об основаниях термодинамики. — 2-е изд., испр. — М.: Изд-во ЛКИ, 2010. — 384 с. — .

• Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Статистическая физика. Часть 1. — 5-е изд. — М.: Физматлит, 2002. — 616 с. — (Теоретическая физика в 10 томах. Том 5). — .