Równanie Kelvina

Z Wikipedii

Równanie Kelvina (William Thomson, Lord Kelvin) określa wielkość obniżenia lub podwyższenia ciśnienia pary nad meniskiem cieczy w zależności od jego krzywizny:

gdzie: r_{K, x} i r_{K, y} to promienie krzywizny menisku w 2 prostopadłych do siebie płaszczyznach xz, yz, σ – napięcie powierzchniowe ciekłego adsorbatu, V_m – objętość molowa adsorbatu, R – stała gazowa, T – temperatura bezwzględna, p_s – ciśnienie pary nasyconej nad płaską powierzchnią ciekłego adsorbatu, p_c – ciśnienie pary nad meniskiem przy którym nastąpi kondensacja lub odparowanie.

[edytuj] Wypukłość lub wklęsłość menisku

• Jeżeli menisk jest wklęsły (np. wewnątrz poru adsorbentu) – we wzorze r_K > 0 – wówczas następuje obniżenie ciśnienia pary przy którym następuje kondensacja lub odparowanie.
• Jeżeli menisk ma kształt wypukły (np. powierzchnia kulistej cząstki stałej lub ciekłej) – we wzorze r_K < 0 – ciśnienie pary konieczne do kondensacji lub odparowanie ulega podwyższeniu.
• Jeżeli menisk ma kształt siodła to w zależności od wypadkowej obu krzywizn nastąpi podwyższenie lub obniżenie ciśnienia kondensacji pary.

[edytuj] Kształt menisku

[edytuj] Menisk cylindryczny

Dla menisku wewnątrz obustronnie otwartego poru cylindrycznego, można przyjąć: r_K = r_{K, x} > 0 oraz r_{K, y} = 0, stąd:

[edytuj] Menisk sferyczny

Dla menisku sferycznego, r_K = r_{K, x} = r_{K, y} > 0, stąd:

Zobacz też: Histereza kapilarna, kondensacja kapilarna, mezopory, adsorpcja