Беткейлiк құбылыстар. Беткейлiк керiлу. Беткейдiң еркiн энергиясы

Беткейлiк құбылыстар екi фазаның бөлiну шекарасында жүретiн процестер. Бөлiну шекарасы ғозғалмалы және қозғалмайтын болып екiге бәлiнедi. Қозғалмалы бөлiну шекарасына газ-сұйық (г-с) және сұйық-сұйық (с-с) бөлiну шекаралары жатады. Газ-қатты (г-қ), сұйық-қатты (с-қ) және қатты-қатты (қ-қ) қозғалмайтын бөлiну шекарасы болып есептеледi.

Адам организмiндегi г-с (ауа-қан ағымы), г-қ (ауа-өкпенiң беткейi) с-қ (қан ағымы-тамырлар) және с-с (барлық клеткалардың мембраналары) бөлiну шекаралары кездеседi.

Белгiлi бiр беткейлiк құбылыс iске асу үшiн беткейлiк еркiн энергия жұмсалады. Беткейлiк еркiн энергияның пайда болуын г-с (ауа-сұйық) бөлiну шекарасын мысалға ала отырып, қарастыруға болады.

Сұйықтыңiшiнде және екi фазаның бөлiну шекарасында орналасқан бөлшектердiң физикалы-химиялыққасиеттерiәр түрлi болып келедi. Сұйықтыңiшiнде орналасқан әрбiр молекула оны қоршаған басқа молекулаларға бiрдей тартылады. Барлық тартылу күштерiнiң теңәсерi нольге тең (± = 0) болады. Беткейде орналасқан молекулалар сұйық фазада орналасқан молекулаларға ғана тартылады да, ауа жағынан әсер өте аз болады, сондықтан ол есепке алынбайды. Сол себептi молекулалық күштердiң теңәсерi нольге тең болмайды ( ± = 0 ) және төменге, яғни сұйықтыңiшiне қарай бағытталады. Осы күшке қарсы жұмыс жасау арқылы молекулалар сұйықтың тереңiнен беткейiне шығарылады. Жасалған жұмыстыңәсерiнен беткейдiң ауданы үлкеедi және беткейдiң еркiн энергиясы жоғарылайды. Сұйығтыңiшiнен беткейiне ауысқан молекулалардың потенциалдық энергиясының салыстырмалы артық мөлшерi беткейдiң еркiн энергиясы болып есептеледi.

W – потенциалдық энергия.

A – жұмыс, эрг.

S – беткейдiң ауданы, см² .

б – беткейлiк керiлу, эрг/см² .

Беткейдiң ауданын 1см²-ға өзгерту үшiн жасалатын жұмыс беткейлiк керiлу деп аталады.