ปรากฏการณ์พื้นผิวสัมผัส
3(3-0-9)
เงื่อนไข: โดยความเห็นชอบของสาขาวิชา
วิชานี้ศึกษาอุณหพลศาสตร์ ลักษณะโครงสร้าง และกระบวนการอัตราเร็วที่เกี่ยวข้องกับพื้นที่สัมผัสระหว่างวัฏภาค ปรากฏการณ์การซึมตามรูเล็ก ธรรมชาติและอุณหพลศาสตร์ของรอยต่อระหว่างวัฏภาคของเหลว ฟิล์มพื้นผิวบนตัวรองรับของเหลว สมบัติทางไฟฟ้าของเคมีพื้นผิว พื้นผิวรอยต่อระหว่างวัฏภาคของแข็งและของเหลว – มุมสัมผัส กระบวนการดูดซับจากสารละลาย ปรากฏการณ์การเปียก การลอยสาร และการชำระล้าง ระบบอิมัลชัน การเกิดฟอง และระบบอนุภาคละออง ผิวสัมผัสระหว่างวัฏภาคของแข็งและก๊าซ การดูดซับของก๊าซและไอบนพื้นผิวของแข็ง การดูดซับทางเคมีและกระบวนการเร่งปฏิกิริยาเคมี
เค้าโครงรายวิชา
1. บทนำทั่วไป (2 ชั่วโมง)
2. กระบวนการซึมตามรู (3 ชั่วโมง)
– แรงตึงผิวและพลังงานอิสระพื้นผิว
– สมการของยัง และลาปลาซ
– การวัดแรงตึงผิว
3. ธรรมชาติและอุณหพลศาสตร์ของรอยต่อของเหลว (4 ชั่วโมง)
– โครงสร้างและทฤษฎีรอยต่อของเหลว
– การจัดเรียงตัวที่ผิวรอยต่อ
– การหาปริมาณเกินพอของพื้นผิว
– ชั้นเดี่ยวของกิบส์
4. ฟิล์มพื้นผิวบนตัวรองรับของเหลว (4 ชั่วโมง)
– การกระจายตัวของของเหลวบนของเหลวอีกชนิดหนึ่ง
– วิธีศึกษาชั้นฟิล์มบางเดี่ยว
5. ทฤษฎีไฟฟ้าของเคมีพื้นผิว (5 ชั่วโมง)
– ชั้นไฟฟ้าสองชั้น
– ชั้นของสเตินและชั้นการแพร่
– ศักย์ซีตา
6. รอยต่อระหว่างของแข็ง – ของเหลว (3 ชั่วโมง)
– มุมสัมผัส
– การวัดผลของมุมสัมผัส
– ทฤษฎีที่เกี่ยวกับปรากฎการณ์ของมุมสัมผัส
7. การดูดซับจากสารละลาย (3 ชั่วโมง)
8. การเปียก การลอยสาร และการชำระล้าง (3 ชั่วโมง)
9. อิมัลชัน การเกิดฟอง และอนุภาคละออง (3 ชั่วโมง)
10. การดูดซับของก๊าซ และไอบนของแข็ง (3 ชั่วโมง)
11. การดูดซับทางเคมีและกระบวนการเร่งปฏิกิริยา (3 ชั่วโมง)
ผลสัมฤทธิ์การเรียนรู้
นักศึกษาสามารถประยุกต์ ใช้หลักการของพื้นที่ผิวสัมผัสระหว่างวัฏภาค และการลอยสารระหว่างของไหลกับของแข็งสำหรับนาโนเทคโนโลยีและการดูดซับ นักศึกษาสมารถวิเคราะห์มุมสัมผัสและประยุกต์ใช้ปรากฏการณ์การเปียก เพื่อวัดคุณสมบัติของพื้นผิวระหว่างของไหลและของแข็ง
Inferfacial Phenomena
Condition: Consent of the School
This course concentrates on the thermodynamics, structure and rate processes involving interfacial contact between phases. Phenomenon of capillarity. Nature and thermodynamics of liquid interfaces. Surface films on liquid substrates. Electrical aspects of surface chemistry. The solid-liquid interface-contact angle. Adsorption from solution. Wetting, flotation and detergency. Emulsions, foams and aerosols. The solid-gas interface-adsorption of gases and vapors on solids. Chemisorption and catalysis
Course Outline
1. General introduction (2 hours)
2. Capillarity (3 hours)
– Surface tension and surface free energy
– The equation of Young and Laplace
– Measurement of surface tension
3. Nature and thermodynamics of liquid interfaces (4 hours)
– The structural and theoretical treatment of liquid interfaces
– Orientation at interfaces
– Determination of surface excess quantities
– Gibbs monolayers
4. Surface films on liquid substrates (4 hours)
– Spreading of one liquid on another
– Techniques for studying monomolecular films
5. Electrical aspects of surface chemistry (5 hours)
– Electrical double layer
– The Stern and diffuse layer
– Zeta potential
6. Solid-liquid interface (3 hours)
– Contact angle
– Measurement and results of contact angle
– Theoretical aspect of contact angle phenomena
7. Adsorption from solution (3 hours)
8. Wetting, flotation and detergency (3 hours)
9. Emulsions, foams and aerosols (3 hours)
10. Adsorption of gases and vapors on solids (3 hours)
11. Chemisorption and catalysis (3 hours)
Learning Outcomes
Students can apply interfacial and colloidal fluid-solid interface for film nanotechnology and adsorption. Students can analyze contact angle and apply wetting/non-wetting to characterize fluid-solid interface.