КЕ́ЛЬВИНА УРАВНЕ́НИЕ
-
Рубрика: Физика
-
Скопировать библиографическую ссылку:
КЕ́ЛЬВИНА УРАВНЕ́НИЕ, зависимость давления $p$ насыщенного пара или растворимости $c$ на границе раздела сосуществующих фаз (напр., жидкость – пар, жидкость – твёрдое тело) от радиуса кривизны $r$ поверхности раздела. Получено в 1871 У. Томсоном (лордом Кельвином) из условия равенства химич. потенциалов в смежных фазах, находящихся в состоянии термодинамич. равновесия. При определённой темп-ре $T$ отношение $p$ к $p_0$ (т. е. к давлению насыщенного пара над плоской поверхностью) и отношение $c$ к $c_0$ (растворимости при отсутствии искривления поверхности) равно $$p/p_0=c/c_0= \exp(2 \sigma v/rRT),$$где $\sigma$ – межфазное поверхностное натяжение, $v$ – молярный объём жидкости или твёрдого тела, $R$ – универсальная газовая постоянная.
Понижение или повышение давления (растворимости) зависит от знака кривизны поверхности раздела фаз: для выпуклых поверхностей (напр., капель жидкости, кристаллов) $r \gt 0$ и давление (растворимость) увеличивается; для вогнутых поверхностей (пузырьков газа в жидкости, поверхности жидкости в капилляре при наличии смачивания) $r \lt 0$ и давление (растворимость) уменьшается. Заметные отличия $p$ от $p_0$ и $c$ от $c_0$ имеют место при достаточно малых $r$. В соответствии с К. у. $p$ и $c$ различны для капель разного диаметра, участков поверхности с разл. кривизной или поверхности, имеющей впадины и выступы; при установлении термодинамич. равновесия в системе происходит перенос вещества от частиц и участков поверхности с большими $p$ и $c$ к частицам и участкам с меньшими $p$ и $c$. При этом крупные капли растут за счёт мелких, неровности поверхности сглаживаются.
К. у. используют для описания состояния дисперсных и пористых систем, роста кристаллов, при изучении капиллярных явлений и пр.