Что значит "кельвина уравнение"

установленная У. Томсоном (Кельвином) в 1871 зависимость давления насыщенного пара над жидкостью или кристаллом от кривизны их поверхности. Давление насыщенного пара над малыми капельками или кристаллами повышено (им свойственна повышенная растворимость), а в малых пузырьках или под вогнутым мениском понижено по сравнению с плоской поверхностью (поэтому, напр., возможна капиллярная конденсация).

характеризует изменение давления пара жидкости или растворимости твердых тел, вызванное искривлением поверхности раздела смежных фаз (поверхности соприкосновения твердого тела с жидкостью или жидкости с паром). Так над сферическими каплями жидкости давление насыщенного пара р повышено по сравнению с его давлением po над плоской поверхностью при той же температуре Т. Соответственно, растворимость с твёрдого вещества с выпуклой поверхностью выше, чем растворимость с0 плоских поверхностей того же вещества. К. у. получено У. Томсоном (Кельвином) в 1871 из условия равенства химических потенциалов в смежных фазах, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и имеет вид: , где r≈ радиус средней кривизны поверхности раздела фаз, s ≈ межфазное поверхностное натяжение, u ≈ молярный объём жидкости или твёрдого тела, давление пара р или растворимость с которых фигурируют в уравнении, и R ≈ газовая постоянная . Для шарообразных частиц r по абсолютной величине равен их радиусу.

Понижение или повышение давления пара и растворимости, в соответствии с К. у., зависит от знака кривизны поверхности рассматриваемого вещества; повышение отвечает выпуклой поверхности (r > 0), а понижение ≈ вогнутой (r < 0). Так, в отличие от рассмотренных выше случаев, давление пара в пузырьке или над поверхностью вогнутого мениска в капилляре понижено (р < po). Т. к. значения р и с различны для частиц разных размеров или для участков поверхностей, имеющих впадины и выступы, К. у. определяет направление переноса вещества (от больших значений р и с ≈ к меньшим) в процессе перехода системы к состоянию термодинамического равновесия. Это приводит, в частности, к тому, что крупные капельки или частицы растут за счет испарения (растворения) более мелких, а неровные поверхности сглаживаются за счёт растворения выступов и заполнения впадин. Заметные отличия давления и растворимости имеют место лишь при достаточно малых r. Поэтому К. у. наиболее широко используется для характеристики состояния малых объектов (частиц коллоидных систем, зародышей новой фазы) и при изучении капиллярных явлений .

Н. В. Чураев.