rruaza këndore

Cili është ndryshimi midis energjisë së lirë sipërfaqësore dhe energjisë sipërfaqësore?Në analizë përfundimtare, kjo është një pyetje thjesht semantike.Energjia e lirë sipërfaqësore është energjia e lirë në një hapësirë ​​specifike (sipërfaqe materiale).Në kuptimin më të pastër të termodinamikës, energjia e lirë i referohet energjisë që mund të përdoret për të punuar, për të shkaktuar efekte dhe për të bërë diçka të ndodhë.Energjia e lirë e sipërfaqes lidhet me energjinë që mund të bëhet në sipërfaqen e materialit.
Për prodhuesit dhe këdo që është i përfshirë në ngjitjen, pastrimin, ngjitjen, veshjet, bojërat dhe formulimet e bojës, vulosjen ose çdo proces tjetër që përfshin ndërveprimin e sipërfaqeve me sipërfaqet e tjera ose mjedisin e tyre, energjia pa sipërfaqe zakonisht shkurtohet në vetëm energji sipërfaqësore.
Sipërfaqet janë kritike për të gjitha proceset e listuara më sipër, dhe edhe nëse ato kanë një ndikim të drejtpërdrejtë në performancën e prodhuesve të produkteve në të gjitha industritë, ato shpesh nuk maten dhe për këtë arsye nuk kontrollohen.
Kontrolli i sipërfaqes në prodhim i referohet kontrollit të energjisë sipërfaqësore të materialeve të përdorura.
Sipërfaqja përbëhet nga molekula që ndërveprojnë kimikisht me njëra-tjetrën dhe nga molekulat që përbëjnë sipërfaqen e materialeve të tjera me të cilat ato vijnë në kontakt.Për të ndryshuar energjinë sipërfaqësore, duhet kuptuar se ato molekula mund të hiqen me pastrim dhe trajtim, të zëvendësohen ose të manipulohen ndryshe për të prodhuar nivele të ndryshme të energjisë sipërfaqësore dhe për të arritur rezultatet e dëshiruara.Për të kontrolluar energjinë sipërfaqësore, ajo duhet të matet gjatë gjithë procesit të ndryshimit të kimisë së sipërfaqes për të përcaktuar se kur dhe me sa.Në këtë mënyrë, sasia e saktë e energjisë së nevojshme sipërfaqësore mund të merret në kohën e duhur gjatë procesit të ngjitjes ose pastrimit.
Për të kuptuar se si molekulat bëjnë punën e ndërtimit të lidhjeve të forta dhe pastrimit kimik të sipërfaqeve, duhet të kuptojmë tërheqjen që i tërheq molekulat së bashku dhe përbën energjinë totale të lirë të sipërfaqes së disponueshme.
Kur flasim për energjinë e sipërfaqes, flasim për aftësinë e asaj sipërfaqeje për të bërë punë.Fjalë për fjalë, kjo është aftësia e sipërfaqes për të lëvizur molekulat - kjo lëvizje kërkon energji.Është e rëndësishme të mbani mend se një sipërfaqe dhe molekulat që përbëjnë sipërfaqen janë të njëjta.Pa molekula, nuk ka sipërfaqe.Nëse nuk ka energji, këto molekula nuk mund të përfundojnë punën e përthithjes në ngjitës, kështu që nuk ka lidhje.
Prandaj, puna është drejtpërdrejt proporcionale me energjinë.Më shumë punë kërkon më shumë energji.Për më tepër, nëse keni më shumë energji, puna juaj do të rritet.Aftësia e një molekule për të funksionuar vjen nga tërheqja e saj ndaj molekulave të tjera.Këto forca tërheqëse vijnë nga disa mënyra të ndryshme në të cilat molekulat ndërveprojnë.
Në thelb, molekulat ndërveprojnë sepse kanë molekula të ngarkuara pozitivisht dhe negativisht, dhe ato tërheqin ngarkesa të kundërta midis molekulave.Një re elektronesh noton rreth molekulës.Për shkak të këtyre elektroneve që lëvizin vazhdimisht, molekula ka një ngarkesë të ndryshueshme në një molekulë të një zone të caktuar.Nëse të gjitha molekulat kanë një ngarkesë uniforme rreth tyre, asnjë molekulë nuk do të tërheqë njëra-tjetrën.Imagjinoni dy kushineta topi, secila kushineta topash ka një shpërndarje uniforme të elektroneve në sipërfaqen e saj.Asnjëra nuk do të tërheqë njëri-tjetrin sepse të dy kanë një ngarkesë negative dhe asnjë ngarkesë pozitive nuk mund të tërhiqet.
Për fat të mirë, në botën reale, këto re elektronike janë në lëvizje të vazhdueshme dhe ka zona me ngarkesa pozitive ose negative në çdo moment.Nëse keni dy molekula me elektrone të ngarkuar rastësisht rreth tyre në çdo moment të kohës, ato do të kenë pak tërheqje mes tyre.Forca e krijuar nga rishpërndarja e rastësishme e ngarkesave pozitive dhe negative në renë elektronike rreth molekulës quhet forca e dispersionit.
Këto forca janë shumë të dobëta.Pavarësisht nga struktura ose përbërja e molekulës, ekziston një forcë dispersioni midis të gjitha molekulave, e cila është drejtpërdrejt e kundërt me forcën polare të krijuar nga struktura e molekulës.
Për shembull, forca e dispersionit është e vetmja forcë që ekziston midis molekulave të azotit.Në temperaturën e dhomës, azoti është një lloj gazi, sepse forca shpërndarëse është shumë e dobët, nuk mund t'i rezistojë dridhjeve termike edhe në temperaturën më të moderuar dhe nuk mund të mbajë molekulat e azotit së bashku.Vetëm kur heqim pothuajse të gjithë energjinë termike duke e ftohur nën -195°C, azoti bëhet i lëngshëm.Pasi energjia termike të reduktohet mjaftueshëm, forca më e dobët e shpërndarjes mund të kapërcejë dridhjen termike dhe të tërheqë molekulat e azotit së bashku për të formuar një lëng.
Nëse shikojmë ujin, madhësia dhe masa e tij molekulare janë të ngjashme me ato të azotit, por struktura dhe përbërja e molekulave të ujit janë të ndryshme nga ato të azotit.Meqenëse uji është një molekulë shumë polare, molekulat do të tërheqin njëra-tjetrën shumë fort dhe uji do të mbetet i lëngshëm derisa temperatura e ujit të rritet mbi 100°C.Në këtë temperaturë, energjia e nxehtësisë e kapërcen molekularin Me forcat polare të mbajtura së bashku, uji bëhet gaz.
Pika kryesore për të kuptuar është ndryshimi në forcën midis forcës së shpërndarjes dhe forcës polare që tërheq molekulat tek njëra-tjetra.Kur flasim për energjinë sipërfaqësore të prodhuar nga këto forca tërheqëse, ju lutemi mbani në mend këtë.
Energjia sipërfaqësore e shpërndarë është pjesë e energjisë sipërfaqësore, e cila krijohet nga shpërndarja e reve elektronike në molekula në sipërfaqen e materialit.Energjia totale e sipërfaqes është një shprehje tërheqëse e tërheqjes së molekulave me njëra-tjetrën.Energjitë e shpërndara sipërfaqësore janë pjesë e energjisë totale, edhe nëse ato janë përbërës të dobët dhe të luhatshëm.
Për materiale të ndryshme, energjia e sipërfaqes së shpërndarë është e ndryshme.Polimerët shumë aromatikë (si p.sh. polistireni) kanë shumë unaza benzeni dhe përbërës relativisht të mëdhenj që shpërndajnë energji sipërfaqësore.Në mënyrë të ngjashme, për shkak se ato përmbajnë një numër të madh heteroatomësh (siç është klori), PVC gjithashtu ka një përbërës relativisht të madh të energjisë sipërfaqësore të shpërndarë në energjinë totale të sipërfaqes së tyre.
Prandaj, roli i energjisë së dispersionit në procesin e prodhimit varet nga materialet e përdorura.Megjithatë, duke qenë se forca e dispersionit vështirë se varet nga struktura specifike molekulare, mënyra për t'i kontrolluar ato është shumë e kufizuar.
Ndërveprimi i devijimit të elektroneve të shpërndara bazuar në këto luhatje nuk është mënyra e vetme që molekulat të ndërveprojnë me njëra-tjetrën.Për shkak të disa veçorive strukturore që krijojnë forca të tjera tërheqëse midis molekulave, molekulat mund të ndërveprojnë me molekulat e tjera.Ka shumë mënyra për të klasifikuar këto forca të tjera, të tilla si ndërveprimet acid-bazë, ku molekulat ndërveprojnë përmes aftësisë së tyre për të pranuar ose dhuruar elektrone.
Disa molekula kanë veçori strukturore që prodhojnë dipole të përhershme, që do të thotë se, përveç shpërndarjes së rastësishme të elektroneve rreth molekulës, disa pjesë të molekulës janë gjithmonë më pozitive ose negative se të tjerat.Këto dipole të përhershme janë më tërheqëse sesa ndërveprimet dispersive.
Për shkak të strukturës së tyre, disa molekula kanë rajone të ngarkuara përgjithmonë që janë ose pozitivisht ose negativisht.Energjia sipërfaqësore polare është një komponent i energjisë sipërfaqësore, e cila shkaktohet nga tërheqja e këtyre ngarkesave ndërmjet molekulave.
Ne mund t'i përqendrojmë lehtësisht të gjitha ndërveprimet jo-dispersive nën mbrojtjen e ndërveprimeve polare.
Vetitë e dispersionit të një molekule janë një funksion i madhësisë së molekulës, veçanërisht sa elektrone dhe protone janë të pranishëm.Ne nuk kemi shumë kontroll mbi numrin e elektroneve dhe protoneve, gjë që kufizon aftësinë tonë për të kontrolluar komponentin e shpërndarjes së energjisë sipërfaqësore.
Sidoqoftë, përbërësi polar varet nga pozicioni i protoneve dhe elektroneve - forma e molekulës.Ne mund të ndryshojmë shpërndarjen e elektroneve dhe protoneve përmes metodave të trajtimit si trajtimi i koronës dhe trajtimi me plazmë.Kjo është e ngjashme me mënyrën se si ne mund të ndryshojmë formën e argjilës së bllokut, por ajo do të ruajë gjithmonë të njëjtën cilësi.
Forcat polare janë shumë të rëndësishme sepse janë pjesë e energjisë sipërfaqësore që ne kontrollojmë kur kryejmë trajtime sipërfaqësore.Tërheqja dipol-dipol është shkaku i ngjitjes së fortë midis shumicës së ngjitësve, bojrave dhe bojërave dhe sipërfaqeve.Nëpërmjet pastrimit, trajtimit me flakë, trajtimit të koronës, trajtimit me plazmë ose çdo forme tjetër trajtimi sipërfaqësor, ne mund të rrisim rrënjësisht përbërësin polar të energjisë sipërfaqësore, duke përmirësuar kështu ngjitjen.
Duke përdorur të njëjtën anë të fshirjes IPA dy herë në të njëjtën sipërfaqe, vetëm substanca me energji të ulët mund të futen në sipërfaqe për të reduktuar pa dashje përbërësin polar të energjisë sipërfaqësore.Përveç kësaj, sipërfaqja mund të trajtohet shumë, gjë që avullon dhe redukton energjinë sipërfaqësore.Kur sipërfaqja nuk prodhohet fare, komponenti polar i energjisë sipërfaqësore gjithashtu do të ndryshojë.Një sipërfaqe e pastër magazinimi tërheq molekulat në mjedis, duke përfshirë materialet e paketimit.Kjo ndryshon peizazhin molekular të sipërfaqes dhe mund të zvogëlojë energjinë e sipërfaqes.
Ne vështirë se mund ta kontrollojmë madhësinë e dispersionit.Këto forca janë në thelb të fiksuara dhe ka pak vlerë në përpjekjen për të ndryshuar forcën e shpërndarjes si një mjet për të kontrolluar cilësinë e sipërfaqes për të arritur ngjitje të besueshme gjatë procesit të prodhimit.
Kur projektojmë ose modifikojmë sipërfaqen, ne jemi duke projektuar vetitë e përbërësit polar të energjisë së sipërfaqes.Prandaj, nëse duam të zhvillojmë një proces trajtimi sipërfaqësor për të kontrolluar sipërfaqen e materialit, atëherë duam të kontrollojmë përbërjen polare të sipërfaqes.
Energjia e lirë sipërfaqësore është shuma e të gjitha forcave individuale që veprojnë midis molekulave.Ka disa formula për energjinë pa sipërfaqe.Nëse vendosim t'i trajtojmë të gjitha forcat jo-dispersive si forca polare, llogaritja e energjisë së lirë të sipërfaqes është e thjeshtë.Formula është:
Në prodhimin e produkteve të besueshme, trajtimin e sipërfaqes, pastrimin dhe përgatitjen, energjia pa sipërfaqe është e njëjtë me energjinë sipërfaqësore.
Për shkak të kërkesave të prodhimit të përfshira në procese të ndryshme, të tilla si performanca e ngjitjes së bashkimit, ngjitja e duhur e bojës në plastikë ose performanca e veshjes së veshjes "vetëpastruese" në ekranin e smartfonit, të gjitha varen nga kontrolli. të vetive të sipërfaqes.Prandaj, është shumë e rëndësishme të kuptohet energjia sipërfaqësore si pasojë e konceptit të prodhimit.
Energjia sipërfaqësore vjen nga mënyrat e ndryshme në të cilat molekulat tërheqin njëra-tjetrën.Ndërveprimet polare ndërmjet molekulave janë më të rëndësishmet për procesin e ngjitjes dhe pastrimit, sepse këto ndërveprime të nivelit molekular janë ndërveprimet molekulare që ne mund t'i kontrollojmë më së shumti përmes trajtimit sipërfaqësor, bluarjes, lëmimit, pastrimit, fshirjes ose çdo metode tjetër të përgatitjes së sipërfaqes.
Njohja e përbërjes së polaritetit dhe dispersionit dhe tensionit sipërfaqësor është shumë e rëndësishme për zhvillimin e ngjitësve, bojërave dhe veshjeve.Megjithatë, për produktet e prodhuara duke përdorur ngjitës, bojëra, bojëra dhe veshje, zakonisht duhet t'i kushtojmë vëmendje vetëm komponentit polar të energjisë sipërfaqësore, sepse është ai që ndikohet nga procesi i prodhimit.
Matja e energjisë totale të sipërfaqes është një proces relativisht kompleks dhe i prirur ndaj gabimeve.Sidoqoftë, këndi i kontaktit të një lëngu të vetëm si uji përcaktohet pothuajse tërësisht nga përbërësi polar i energjisë sipërfaqësore.Prandaj, duke matur këndin e prodhuar nga lartësia e një pike uji në sipërfaqe, ne mund të dimë me saktësi të mahnitshme se si ndryshon përbërësi polar i energjisë sipërfaqësore.Në përgjithësi, sa më e lartë të jetë energjia e sipërfaqes, aq më i vogël është këndi i shkaktuar nga pikat e ujit që tërhiqen dhe përhapen ose lagen.Energjia e ulët e sipërfaqes do të bëjë që uji të rruajë dhe tkurret në flluska të vogla në sipërfaqe, duke formuar një kënd më të madh kontakti.Konsistenca e kësaj matjeje të këndit të kontaktit lidhet me energjinë e sipërfaqes dhe për rrjedhojë me performancën e ngjitjes, e cila u ofron prodhuesve një mënyrë të besueshme dhe të përsëritshme për të siguruar forcën e produkteve të tyre.
Për të mësuar më shumë rreth kontrollit të procesit të prodhimit për të arritur rezultate më të parashikueshme, shkarkoni e-librin tonë falas: Verifikoni ngjitjen e parashikueshme në prodhim gjatë procesit.Ky e-libër është udhëzuesi juaj për monitorimin e procesit duke përdorur analitikë parashikuese, një proces që eliminon të gjitha supozimet për ruajtjen e cilësisë së sipërfaqes gjatë gjithë procesit të lidhjes.