7
снижают о12 и жидкость перемещается в том направлении, где адсорбция ПАВ на поверхности жидкости меньше (эффект Маралгони ≈ Гиббса). Искривление поверхности раздела фаз приводит к изменению "величины равновесного давления и ара р над ней или растворимости тв╦рдых тел. Так, напр., над каплями жидкости р выше, чем давление насыщ. пара ps над плоской поверхностью жидкости при той же тслш-ре Т. Соотвстствеино растворимость с мелких частиц в окружающей среде выше, чем растворимость cs плоской поверхности того же вещества. Эти изменения описываются Кельвина уравнением, полученным из условия равенства хим. потенциалов в смежных фазах в состоянии термодпнамич. равновесия:
(4)
в 1928 для Си, Аи и Ag. Наш╦л объяснение в теории
гальвано магнитных явлений,
КАПИЦЫ СКАЧОК ТЕМПЕРАТУРЫ ≈ явление в
жидком гелии, состоящее в том, что при передаче теплоты от тв╦рдого тела к жидкому гелию (или обратно) на границе раздела возникает разность теми-р Д71 [1]. Открыто П. Л. Капицей в 1941. В дальнейшем было установлено, что К. с. т.≈ общей физ. явление при низких темп-pax; он возникает на границе раздела любых разнородных сред (из к-рых, по крайней мере, одна ≈ диэлектрик} при наличии теилоного потока через границу (из одной среды в другую).
Скачок темп-ры А71 прямо пропорционален плотнос ти теплового потока Q и обратно пропорционален
?
А
Q,
Рис. 3.
где V ≈ молярный объем жидкости или тв╦рдого тела. Для шарообразных частиц г по абс. величине равио их радиусу. Понижение или повышение рис зависит, в соответствии с (4), от зпака г (г>0 для выпуклых, и
г<0 для вогнутых поверхностей). Так, в отличие от рассмотренного выше случая давление пара в пузырьке или над поверхностью вогнутого мениска понижено; р<р5.
Ур-ние (4) определяет направление переноса вещества (от больших значений риск меньшим) в процессе перехода системы к состоянию термодинамич. равно-
весия. Это приводит, в частности, к тому, что крупные капельки (или частицы) растут за сч╦т испарения (растворения) более мелких, а неровные поверхности (при условии постоянства межфазного натяжения) сглаживаются за сч╦т испарения (растворения) выступов и заполнения впадин. Заметные отличия давления и растворимости имеют место лишь при достаточно малых г (для воды, напр., при г]^0,1 мкм). Поэтому ур-ние Кельвина часто используется для характеристики состояния малых объектов (коллоидные системы, тонкопористые тела, зародыши новой фазы).
Капиллярная конденсация≈- процесс перехода пара в жидкость, заполняющую капилляры, щели или промежутки между частицами, с образованием вогнутых капиллярных менисков. Необходимое условие капиллярной конденсации ≈ смачивание жидкостью поверхности конденсации, ей предшествует адсорбция молекул пара на поверхности. Степень заполнения капилляров или пористых тел капиллярно-конденсированной жидкостью описывается ур-нием Кельвина (подробнее см, в ст. Капиллярная конденсация). Отрицат. капиллярное давление (Др<0) может удерживать смачиваемые жидкостью частицы (рис. 3). Если частицы дисперсного тела не связаны прочно, возможна его объ╦мная деформация под действием капиллярных сил ≈ капиллярная контракция. Так, напр., рост капиллярного давления при высушивании может приводить к значит, усадке материалов, К. я. впервые были открыты и исследованы Леонардо да Винчи (Leonardo da Vinci), Б. Паскалем (В. Pascal) и Дж. Жюреном (J. Jurin) в опытах с капиллярными трубками. Теория К. я* развита в работах П. С. Лапласа (P. S. Laplace), Т. Юнга (ТЬ. Young), И. С. Гро-
меки и Дж. У. Гиббса (J. W. Gibbs).
Лит.: Г р о м е к а И. С., Собр. соч., М., 1952; Адам-сон А., Физическая химия поверхностей, пер. с англ., М., 1979; Современная теория капиллярности, под ред. А. И. Русанова, Ф.Ч.Гудрича, Л., 1980; Дер яги н Б. В., Ч у-раев Н. В., Смачивающие пленки, М,, 1984; Р о у л и н-сон Д ж.+ У и дом Б., Молекулярная теория капиллярности, пер, с англ., М., 1986. Н. В.
где коэф. А зависит от упругости находящихся в контакте веществ, а также от характера обработки поверхности твердого тела. Величина Лк≈Л/Г3 наз. сопротивлением Капицы иди граничным тепловым сопротивлением.
На границе отожж╦нная медь ≈ жидкий 4Не при Т ≈ =0,1 К и <? = 10-* Вт/м2 ДГ^2,4 -Ю-а К. Т. о., Лк= = 2,4-Ю-а/Г| (м2К/Вт). Для др. металлов (при тех же условиях) Лк имеет близкие значения.
Теоретически показано (И. М. Халатников, 1952), что при низких темп-pax теплообмен между жидкостью и тв╦рдым телом осуществляется посредством тепловых фононов, а К. с. т. на границе возникает иц-аа сильного рассогласования импедансом акустических двух сред и малости критич. угла, в пределах к-рого фонопы проходят из гелия в тв╦рдое тело [2].
Из законов отражения и преломления звука и граничных условий И. М. Халатниковым получено след, выражение для сопротивления Капицы на границе 4Ие ≈ тв╦рдое тело:
К
(2)
КАПИЦЫ ЗАКОН ≈ эмпирич. правило, согласно К-рому электрич. сопротивление поликристаллич. образцов металлов в сильном магн. поле раст╦т пропори,. напряж╦нности магн. полп. Установлен П. Л. Капицей
Здесь р и D ≈ плотности жидкого гелия и тв╦рдого тела, сие ^≈ скорость звука в гелии и скорость поперечного звука в тв╦рдом теле, F ≈ ф-цпя упругих констант сред (порядка единицы).
Экспериментально было установлено, что реальный теплообмен, особенно цри Тъ{≈2 К, происходит значительно лучше, чем это следует из акустич. теории. Так, напр., для границы медь ≈ 4Не при Г>1 К тео-ретич. значение Л ^Я^Т13≈540~2м2К4/Вт, в то время
как эксперим. значения Л =^{0,5≈5)-10-3 м2К4/Вт. Значит, разброс эксперим. данных для одного и того же материала обусловлен сильной зависимостью сопротивления Капицы от состояния поверхности тв╦рдого тела: поверхностных шероховатостей и дефектов поверхностного слоя, окислов и слоев адсорбированного газа, механич., хим. и термич. обработки поверхности. Тепловое сопротивление меньше для грязных, деформированных образцов с травленой и механически полированной поверхностью, оно существенно возрастает при отжиге, а также при очистке поверхности элсктро-полировкой и ионной бомбардировкой (при условии хранения образца до измерений в сверхвысоком вакууме). К. с. т. резко увеличивается па свежесколотьтх в жидком гелии поверхностях. От контактирующей жидкости (*Не, 3Не или их растворов) К. с, т. зависит слабо.
Температурная зависимость сопротивления Капицы вида Дк~ А Т~5 со значением коэф. Л, близким к теоретическому для чистых металлов, хорошо выполняется при очень низких темп-pax (от 20 мК до 0,1≈0,2 К) [3]. В этой области темп-р роль поверхностных дефектов ослабевает в связи с ростом длины волны тепловых фо-нонов. Для технически чистых металлов и сплавов
141
А16 Физическая энциклопедия, т. 2
