- PII
- 10.31857/S0044453723030317-1
- DOI
- 10.31857/S0044453723030317
- Publication type
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 97 / Issue number 3
- Pages
- 335-344
- Abstract
- A numerical analysis is performed of a thermodynamic determination of the surface tension (ST) of a vapor–liquid binary mixture and interfacial tension (IT) between two liquid phases as the excess value of free energy ΔF of a two-phase system with and without for a phase boundary. Calculations are made in the simplest version of the lattice gas model (LGM), allowing for the interaction of nearest neighbors in a quasi-chemical approximation. Each node of a two-component mixture in the LGM system can be occupied by mixture components A + B and vacancy V. The two main ways of calculating ST, expressed in terms of different partial contributions Miq to excess free energy ΔF (where i = A, B, V are vacancies; 1 ≤ q ≤ κ, q is the number of the monolayer inside the boundary; and κ is its width), are compared, as are calculations of ST and IT as excess free energy ΔF for a lattice model with no vacancies. The ambiguity of ST and IT values depending on the type of Miq functions is obtained by calculating the temperature dependence for a flat boundary and the dependence of ST and IT on droplet size at a fixed temperature. The role of vacancies in the LGM as the main mechanical characteristic of the system under the condition of strict phase equilibrium in three equilibria (mechanical, energy, and chemical) is discussed.
- Keywords
- двухкомпонентные двухфазные системы межфазное натяжение поверхностное натяжение система пар–жидкость система жидкость–жидкость модель решеточного газа квазихимическое приближение малые системы
- Date of publication
- 12.09.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 11
References
- 1. Зайцева Е.С., Товбин Ю.К. // Журн. физ. химии. 2022. Т. 96. № 10. С. 1411.
- 2. Гиббс Дж. В. Термодинамика. Статистическая механика. М.: Наука, 1982. 584 с.
- 3. Оно С., Кондо С. Молекулярная теория поверхностного натяжения. М.: Изд-во иностр. лит., 1963. [S. Ono and S. Kondo, Molecular Theory of Surface Tension in Liquids (Springer, Berlin, 1960; Inostr. Liter., Moscow, 1963].
- 4. Русанов А.И. Фазовые paвновесия и поверхностные явления. Л.: Химия, 1967. 387 с.
- 5. Адамсон А. Физическая химия поверхностей. М.: Мир, 1979. 568 с.
- 6. Джейкок М., Парфит Дж. Химия поверхностей раздела фаз. М.: Мир, 1984. 269 с.
- 7. Роулинсон Дж., Уидом Б. Молекулярная теория капиллярности. М.: Мир, 1986. [J. Rowlinson and B. Widom, Molecular Theory of Capillarity (Oxford Univ., Oxford, UK, 1978).]
- 8. Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия. М.: Высш. школа, 1992. 416 с.
- 9. Товбин Ю.К. Малые системы и основы термодинамики. М.: Физматлит, 2018. 408 с. (Tovbin Yu.K., Small systems and fundamentals of thermodynamics, CRC Press, Boca Raton, Fl, 2018)
- 10. Товбин Ю.К. // Журн. физ. химии. 2022. Т. 96. № 11. С. 1547.
- 11. Lane J.E. // Austr. J. Chem. 1968. V. 21. P. 827.
- 12. Пиотровская Е.М., Смирнова Н.А. // Коллоидн. журн. 1979. Т. 41. С. 1134.
- 13. Товбин Ю.К. // Там же. 1983. Т. 45. № 3. С. 707.
- 14. Окунев Б.Н., Каминский В.А., Товбин Ю.К. // Там же. 1985. Т. 47. № 6. С. 1110.
- 15. Смирнова Н.А. Молекулярные растворы. Л.: Химия, 1987. 334 с.
- 16. Товбин Ю.К. // Журн. физ. химии. 1992. Т. 66. № 5. С. 1395.
- 17. Товбин Ю.К. // Там же. 2018 Т. 92. № 12. С. 1902.
- 18. Товбин Ю.К. // Там же. 2019. Т. 93. № 9. С. 1311.
- 19. Фишер И.З. Статистическая теория жидкостей. М.: ГИФМЛ, 1961. 280 с.
- 20. Крокстон К. Физика жидкого состояния. М.: Мир, 1979. (Croxton C.A. Liquid State Physics – A Statistical Mechanical Introduction. Cambridge Univer. Press. Cambridge. 1974.)
- 21. Жуховицкий Д.И. // Коллоидный журнал. 2003. Т. 65. № 4. С. 480.
- 22. Arinshteyn E.A. // J. Stat. Phys. (2011) 144: 831-845.https://doi.org/10.10077/s10955-011-0275y
- 23. Хилл Т. Статистическая механика. М.: Изд-во иностр. лит., 1960. (Hill T.L. Statistical Mechanics. Principles and Selected Applications. N.Y.: McGraw–Hill Book Comp.Inc., 1956).
- 24. Хуанг К. Статистическая механика. М.: Мир, 1966. 520 с. (Huang K. Statistical mechanics. N.Y.: Wiley H. & Sonds, Inс. 1963)
- 25. Товбин Ю.К. Теория физико-химических процессов на границе газ–твердое тело, М.: Наука, 1990.
- 26. Yang C.N., Lee T.D. // Phys. Rev. 1952. V. 87. P. 404.
- 27. Onsager L. // Ibid. 1944. V. 65. P. 117.
- 28. Domb C. // Adv. Phys. 1960. V. 9. P. 149.
- 29. Стенли Г. Фазовые переходы и критические явления. М.: Мир, 1973. 400 с.
- 30. Паташинский А.З., Покровский В.П. Флуктуационная теория фазовых переходов. М.: Наука, 1975. 256 с.
- 31. Ма Ш. Современная теория критических явлений. М.: Мир, 1980. 300 с.
- 32. Глазов В.М., Павлова Л.М. Химическая термодинамика и фазовые равновесия. М.: Металлургия, 1981. 336 с.
- 33. Товбин Ю.К. // Журн. физ. химии. 2016. Т. 90. № 7. С. 1059.
- 34. Товбин Ю.К., Рабинович А.Б. // Изв. Академии наук. Сер. хим. 2009. № 11. С. 2127.
- 35. Товбин Ю.К., Рабинович А.Б. // Там же. 2010, № 4. С. 663.
- 36. Гиршфельдер Дж., Кертис Ч., Берд Р., Молекулярная теория газов и жидкостей. М.: изд-во иностр. лит., 1961. 929 с. (Hirschfelder J.O., Curtiss C.F., Bird R.B. Molecular Theory of Gases and Liquids. N.Y.: Wiley. 1954)
- 37. Товбин Ю.К., Зайцева Е.С., Рабинович А.Б. // Журн. физ. химии. 2017. Т. 91. № 10. С. 1730.
- 38. Ising E. // Zeits. f. Physik. 1925. B. 31. S. 253.
- 39. Займан Дж. Модели беспорядка. М.: Мир, 1972. 592 с.
- 40. Кривоглаз А.М., Смирнов А.А. Теория упорядочивающихся сплавов. М.: ГИФМЛ, 1958. 388 с.
- 41. Муто Т., Такаги Ю. Теория явления упорядочения в сплавах. М.: ИЛ, 1959.
- 42. Хачатурян А.Г. Теория фазовых переходов и структура твердых тел. М.: Наука, 1974. 384 с.
- 43. Чеботин В.Н. Физическая химия твердого тела. М.: Химия, 1982. 320 с.
