Direct to Dean

Interfacial Phenomena

ปรากฏการณ์พื้นผิวสัมผัส

3(3-0-9)

วิชาบังคับก่อน : โดยความเห็นชอบของสาขาวิชา

อุณหพลศาสตร์ ลักษณะโครงสร้าง และกระบวนการอัตราเร็วที่เกี่ยวข้องกับพื้นที่สัมผัสระหว่างวัฏภาค ปรากฏการณ์การซึมตามรูเล็ก ธรรมชาติและอุณหพลศาสตร์ของรอยต่อระหว่างวัฏ ภาคของเหลว ฟิล์มพื้นผิวบนตัวรองรับของเหลว สมบัติทางไฟฟ้าของเคมีพื้นผิว พื้นผิวรอยต่อระหว่างวัฏภาคของแข็งและของเหลว – มุมสัมผัส กระบวนการดูดซับจากสารละลาย ปรากฏการณ์การเปียก การลอยสาร และการชำระล้าง ระบบอิมัลชัน การเกิดฟอง และระบบอนุภาคละออง ผิวสัมผัสระหว่างวัฏภาคของแข็งและก๊าซ การดูดซับ
ของก๊าซและไอบนพื้นผิวของแข็ง การดูดซับทางเคมีและกระบวนการเร่งปฏิกิริยาเคมี

เค้าโครงรายวิชา

  1. บทนำทั่วไป (2 ชม.)
  2. กระบวนการซึมตามรู (3 ชม.)
    • แรงตึงผิวและพลังงานอิสระพื้นผิว
    • สมการของยัง และลาปลาซ
    • การวัดแรงตึงผิว
  3. ธรรมชาติและอุณหพลศาสตร์ของรอยต่อของเหลว (4 ชม.)
    • โครงสร้างและทฤษฎีรอยต่อของเหลว
    • การจัดเรียงตัวที่ผิวรอยต่อ
    • การหาปริมาณเกินพอของพื้นผิว
    • ชั้นเดี่ยวของกิบส์
  4. ฟิล์มพื้นผิวบนตัวรองรับของเหลว (4 ชม.)
    • การกระจายตัวของของเหลวบนของเหลวอีกชนิดหนึ่ง
    • วิธีศึกษาชั้นฟิล์มบางเดี่ยว
  5. ทฤษฎีไฟฟ้าของเคมีพื้นผิว (5 ชม.)
    • ชั้นไฟฟ้าสองชั้น
    • ชั้นของสเตินและชั้นการแพร่
    • ศักย์ซีตา
  6. รอยต่อระหว่างของแข็ง – ของเหลว (6 ชม.)
    • มุมสัมผัส
    • การวัดผลของมุมสัมผัส
    • ทฤษฎีที่เกี่ยวกับปรากฎการณ์ของมุมสัมผัส
  7. การดูดซับจากสารละลาย (3 ชม.)
  8. การเปียก การลอยสาร และการชำระล้าง (3 ชม.)
  9. อิมัลชัน การเกิดฟอง และอนุภาคละออง (3 ชม.)
  10. การดูดซับของก๊าซ และไอบนของแข็ง (3 ชม.)
  11. การดูดซับทางเคมีและกระบวนการเร่งปฏิกิริยา (3 ชม.)

ผลสัมฤทธิ์การเรียนรู้

  1. สามารถประยุกต์ ใช้หลักการของพื้นที่ผิวสัมผัสระหว่างวัฏภาค และการลอยสารระหว่างของไหลกับของแข็งสำหรับนาโนเทคโนโลยีและการดูดซับได้
  2. สามารถวิเคราะห์มุมสัมผัสและประยุกต์ใช้ปรากฏการณ์การเปียก เพื่อวัดคุณสมบัติของพื้นผิวระหว่างของไหลและของแข็งได้

 

Interfacial Phenomena

Prerequisite : 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 hr.)
  2. Capillarity. (3 hr.)
    • Surface tension and surface free energy.
    • The equation of Young and Laplace.
    • Measurement of surface tension.
  3. Nature and thermodynamics of liquid interfaces. (4 hr.)
    • 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 hr.)
    • Spreading of one liquid on another.
    • Techniques for studying monomolecular films.
  5. Electrical aspects of surface chemistry. (5 hr.)
    • Electrical double layer.
    • The Stern and diffuse layer.
    • Zeta potential.
  6. Solid-liquid interface (6 hr.)
    • Contact angle.
    • Measurement and results of contact angle.
    • Theoretical aspect of contact angle phenomena.
  7. Adsorption from solution. (3 hr.)
  8. Wetting, flotation and detergency. (3 hr.)
  9. Emulsions, foams and aerosols. (3 hr.)
  10. Adsorption of gases and vapors on solids. (3 hr.)
  11. Chemisorption and catalysis. (3 hr.)

Learning Outcomes

  1. Able to apply interfacial and colloidal fluid-solid interface for film nanotechnology and adsorption.
  2. Able to analyze contact angle and apply wetting/non-wetting to characterize fluid-solid interface.