Влияние температуры на поверхностное натяжение

Температура жидкости заметно влияет на величину поверхностного натяжения. Повышение температуры приводит к увеличению энергии частиц, понижению межмолекулярных сил и,
в связи с этим, к увеличению скорости теплового движения молекул. В результате поверхностное натяжение уменьшается.
В табл. 2.1 приведены значения поверхностного натяжения воды при различных температурах.

Таблица 2.1

Значения поверхностного натяжения воды

при различных температурах

Т, К	s · 103 , Дж/м2	Т, К	s · 103 , Дж/м2	Т, К	s · 103 , Дж/м2
	74,22		73,05		71,97
	73,93		72,75		71,82
	73,64		72,44		71,50
	73,34		72,13		71,18

Зависимость поверхностного натяжения от температуры была установлена Л. Этвеши для границы раздела “жидкость — насыщенный пар”:

а) при температурах далёких от критической для многих жидкостей справедливо уравнение

s = b (Т _крит. – T ) ,

где b — температурный коэффициент поверхностного натяжения; Т _крит. — критическая температура вещества, при которой исчезает граница раздела фаз и s = 0;

б) при температурах близких к критической зависимость поверхностного натяжения от температуры имеет вид

s = b (Т _крит. – T )^0,5 .

Межфазное поверхностное натяжение на границе раздела различных жидкостей обычно меньше, чем на границе раздела “жидкость I — насыщенный пар жидкости I”. Величина его определяется природой контактирующих жидкостей.

Так, поверхностное натяжение для межфазной границы раздела “вода — декан” (“полярная жидкость — неполярная жидкость”) равно 0,05124 Дж/м², а для границы раздела “вода — анилин” (“полярная жидкость I — полярная жидкость II”) поверхностное натяжение при 299 К равно 0,0048 Дж/м².

Критические температуры и значения b для различных веществ индивидуальны. Наблюдаются также критические температуры, при которых исчезает граница раздела фаз между двумя веществами. Для взаимно растворимых воды и анилина такая температура равна 440 К. Это свидетельствует о том, что в контакте находятся растворы этих веществ друг в друге.

Таким образом, поверхностная энергия является

функцией строения веществ граничащих фаз,

температуры, концентрации вещества и характера сил взаимодействия молекул веществ различных фаз и внутри самих контактирующих фаз.