一、泡沫形成的熱力學(xué)分析
由熱力學(xué)第二定律,任何自發(fā)過程是體系自由能降低過程。氣泡形成過程中產(chǎn)生了新的氣液界面,提高了體系的表面能,即自由能增加。在鄧文過程中,dG=vdA,自由能增加,dG>0.這個(gè)過程不是自發(fā)的,外界必須做功(攪拌)。反過來,即氣泡破裂會(huì)導(dǎo)致自由能下降,是熱力學(xué)上的自發(fā)過程。因此,氣泡是熱力學(xué)不穩(wěn)定的體系,但由于某些原因氣泡有可能保持穩(wěn)定。
二、表面張力
涂料中含有表面活性劑,就易起泡。水的表面張力為72.8mN/m,假如表面活性劑十二烷基硫酸鈉后表面張力可降低為38mN/m.這中溶液也就很容易起泡,而且氣泡很穩(wěn)定。這說明泡沫的生成也地表面張力有關(guān)。
三、排液效應(yīng)
泡沫形成時(shí),氣泡之間相互聚集成多面體,多面體之間形成交界區(qū)。界面之間存在液體流動(dòng),使泡沫穩(wěn)定。
四、表面張力的“復(fù)原”和表面彈性
當(dāng)泡壁受某個(gè)應(yīng)力變薄表面積增大時(shí),未變形泡壁處的液體回流相變薄的部分是它“復(fù)原”,泡沫得到穩(wěn)定。這種現(xiàn)象就做表面彈性,這是于表面活性物質(zhì)有關(guān)聯(lián)的泡沫穩(wěn)定的一個(gè)因素。
五、馬拉罔尼現(xiàn)象
這是表面活性物質(zhì)有關(guān)聯(lián)的泡沫穩(wěn)定因素。泡沫在液體表面形成因浮力上升之液面。在上升過程中泡壁的液體引重力的作用向下流動(dòng),這種流動(dòng)會(huì)使泡孔之間的泡壁愈來愈薄,最后破裂。但如果泡壁上附由表面活性物質(zhì),液體因重力的流動(dòng)會(huì)帶動(dòng)表面活性劑分子一起鄉(xiāng)下移動(dòng),這是下部表面活性劑濃度增大。表面張力降低。由于表面張力差,表面張力地的下部液體會(huì)向上回流,這就是馬拉罔尼運(yùn)動(dòng)。
六、氣泡沫的強(qiáng)度和黏度
氣泡膜的強(qiáng)度是泡沫穩(wěn)定的因素之一。液體黏度越高,氣泡膜的厚度變薄慢。(考試大編輯整理)