Как влияет геометрия частиц на величину площади удельной поверхности?

Пусть материал с плотностью ρ существует в виде цилиндрических частиц с радиусом R и длиной L. Площадь каждой цилиндрической частицы равна сумме площадей двух оснований и поверхности цилиндра:

Объем каждой цилиндрической частицы равен , а ее масса – .

Для ансамбля из n частиц суммарная площадь, деленная на суммарную массу, и даст удельную поверхность:

.

Для тонких стержней, когда L» R: .

Для плоских дисков, когда L «R: 4.
Отсюда следует, что величину площади удельной поверхности определяет самый меньший размер. (А теперь выведите самостоятельно формулу для расчета частиц, имеющих форму конуса.)

Следующим вариантом классификации дисперсных систем является классификация по числу характеристических размеров или по геометрической форме частиц дисперсной фазы. Какие типы дисперсных систем принято выделять в зависимости от числа характеристических размеров частиц дисперсной фазы?

Форма частиц дисперсной фазы может быть очень разнообразной в зависимости от условий получения вещества. Например, 1 м³ исходного вещества принципиально возможно раздробить на кубики с длиной ребра l = 10^-8 м, вытянуть в нить с сечением 10^-8×10^-8 м или расплющить в пластину (пленку) толщиной 10^-8 м. В каждом из этих случаев система будет коллоидно-дисперсной, обладающей значительной удельной поверхностью и поверхностной энергией. Соответственно выделяют системы:

- Трехмерные (твердые частицы, капли, пузыри): пыль, туман, почва, растворимый кофе, эритроциты в плазме крови, яичный белок, муть в природных водах, вирусы, бактерии.

- Двумерные (нити, поры, волокна): паутина, волосы, тонкие поры в угле, хлебобулочных изделиях, капилляры, нервные клетки, мышечные волокна.

- Одномерные (пленки): пленки нефти или масла на воде, защитные пленочные покрытия на металлах, «просветляющие» оптику пленки, тонкие полимерные пленки (мембраны), в том числе клеточные мембраны.

Дата добавления: 2014-01-04