Vol. 54 (2018), Issue 2, p. 63-71

Некоторые вопросы моделирования термодинамических свойств малых капель

Баранов С.А., Рехвиашвили С.Ш., Сокуров A.A.

Abstract

УДК 538:539: 541.124/128:548.9

Методом разделяющей поверхности Гиббса получена формула, которая определяет зависимость поверхностного натяжения от кривизны границы раздела фаз в двухфазной системе. Известная формула Толмена является частным случаем полученной формулы. Рассмотрена задача о лежащей капле. Получен аналог уравнения Адамса-Башфорта с учетом зависимости поверхностного натяжения от кривизны поверхности и проведено его численное решение. Показано, что если размер капли не так велик по сравнению с толщиной поверхностного слоя (случаи микро- или нанокапель), то зависимость поверхностного натяжения от кривизны будет играть существенную роль. Отдельно рассмотрен случай цилиндрического зародыша, когда его диаметр меньше, чем длина Толмена.

Ключевые слова: размерная зависимость поверхностного натяжения, длина Толмена, фазовые переходы.

In this paper, the Gibbs dividing surface method was used to deduce the formula that determines the curvature dependent surface tension in a system with two phases. The well-known Tolman formula is a special case for this formula. The problem of a sessile droplet is considered. The Bashforth-Adams equation analogue, in view of the curvature dependent surface tension, is obtained and the numerical solution of the equation is carried out. It was shown that, if the droplet size is not very large compared to the thickness of the surface layer (micro- or nanodroplets), the dependence of the surface tension on the curvature is very important. In addition, a case is considered when the cylindrical nanodroplets have diameters shorter than the Tolman length.

Keywords: size dependence of surface tension, Tolman length, phase transitions.

Download full-text PDF. 2850 downloads

Menu

Vol. 54 (2018), Issue 2, p. 63-71

Некоторые вопросы моделирования термодинамических свойств малых капель

Abstract