Р79 Молекулярная теория капиллярности: Пер. с англ — М.: Мир, 1986.— 376 с., ил.
Ученые (из Великобритании и США) в области молекулярной физики обсуждают теорию поверхностных явлений на границе жидкость-газ Рассмотрены элементы классической теории капиллярности, равновесной термодинамики по-КНаИК "и"в"" поверхностных слое°в
в °бласти терм°-
ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА
Предлагаемая вниманию читателя монография посвящена главным образом равновесной молекулярной теории поверхностных явлений на границе жидкость—газ. Обсуждаются также свойства границы жидкость—жидкость, в особенности в связи с процессами растекания и расслаивания; поверхность твердого тела практически не рассматривается. В книгу включены классические теории Лапласа и (в еще большей мере) Ван-дер-Ваальса, элементы равновесной термодинамики поверхностей, квазитермодинамика и статистическая механика поверхностных слоев, численные данные моделирования межфазных поверхностей на ЭВМ. Большое внимание уделяется критическому состоянию вещества и особенностям поведения межфазной границы вблизи критической точки. Заметное место в монографии занимает изложение собственных результатов авторов.
Необходимость перевода монографии на русский язык связана прежде всего с тем, что в отечественной, да и в мировой литературе остро ощущается недостаток литературы подобной тематики. Последним изданием в этой области можно считать обзорную работу 1960 г. Оно и Кондо «Молекулярная теория поверхностного натяжения в жидкостях» *. Очень кратко вопросы статистической теории поверхностных явлений затрагиваются в одной из глав книги Крокстона «Физика жидкого состояния» **, изданной в 1974 г. Естественно, что в монографии Роулинсона и Уидома нашли отражение многочисленные новые разработки. Правда, следует заметить, что охват их все же не полный: скажем, авторы, подробно разбирая модели, не уделили должного внимания строгим результатам статистической механики поверхностных явлений, в частности, асимптотической теории поверхностных слоев, поверхностным явлениям в полярных жидкостях, для которых в литературе описан ряд интересных результатов; не отражены важные работы по машинному моделированию малых систем и статистической теории пленок, нитей и аналогичных капиллярных объектов (молекулярная теория тонких пленок лишь кратко упоминается в гл. 8). Тем не менее собранный в книге материал весьма интересен. Можно
* Есть русский перевод: Оно С., Кондо С. Молекулярная теория поверхностного натяжения в жидкостях: Пер. с англ.—М.: ИЛ, 1963.
** Есть русский перевод: Крокстон К. Физика жидкого состояния: Пер. с англ.—М.: Мир, 1978.
Содержание
Предисловие редактора перевода................... 5
Предисловие авторов к русскому изданию.............. 7
Предисловие............................ 7
Основные обозначения........................ <>
1. МЕХАНИЧЕСКИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МОДЕЛИ......... 13
Л. Введение ........................... IS
.2. Молекулярная механика.................... 14
.3. Капиллярные явления..................... 22
.4. Внутренняя энергия жидкости................. 27
.5. Непрерывный поверхностный профиль............. ЗО
.6. Среднее молекулярное поле.................. 32
Литература............................ 36>
2. ТЕРМОДИНАМИКА....................... 40
2.1. Термодинамика и кинетическая теория............ 40
2.2. Термодинамика поверхности.................. 41
2.3. Поверхностные функции.................... 46
2.4. Сферическая поверхность................... 54
2.5. Квазитермодинамика..................... 50
Литература............................ 64
3. ТЕОРИЯ ВАН-ДЕР-ВААЛЬСА.................. 67
3.1. Введение........................... 67
3.2. Поверхностное натяжение ................... 74
3.3. Независимо меняющиеся плотности.............. 74
3.4. Уравнение адсорбции Гиббса в теории Ван-дер-Ваальса .... 8О
3.5. Ограничения на радиус действия флуктуации......... 83
Литература............................ 87
4. СТАТИСТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА ПОВЕРХНОСТИ ЖИДКОСТЬ-ГАЗ ............................... 8»
4.1. Введение........................... 88
4.2. Функции распределения и корреляционные функции...... 88-
4.3. Тензор давления....................... 10&
4.4. Вывод поверхностного натяжения с помощью вириала .... 111
4.5. Функционалы функций распределения............. 11&
4.6. Поверхностное натяжение, выраженное через прямую корреля- ч, ционную функцию....................... 121'
4.7. Эквивалентность двух выражений для поверхностного натяжения .............................. 12!>
4.8. Сферическая поверхность................... 134
4.9. Флуктуации плотности и их корреляции............ 141
4.10. Локальные термодинамические функции...........
Литература............................
5. МОДЕЛЬНЫЕ ЖИДКОСТИ В ПРИБЛИЖЕНИИ СРЕДНЕГО
ПОЛЯ..............................
5.1. Введение: теория среднего поля для однородной системы при-
TaronainTtiMvpa -iif APTlfUY rrbpn .._._...........
5.2. Межфазная граница жидкость—газ в модели. притягивающихся жестких сфер......................... 161
5.3. Модель решеточного газа. Один компонент.......... 164
5.4. Модель решеточного газа. Два компонента.......... 169
5.5. Модель проницаемых сфер. Теория.............. 182
5.6. Модель проницаемых сфер. Приложения............ 191
5.7. Модель проницаемых сфер. Сферические поверхности..... 200
Литература............................ 204
«. МАШИННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ЖИД:
КОСТЬ—ГАЗ........................... 206
6.1. Экспериментальные исследования............... 206
6.2. Методы машинного моделирования.............. 209
6.3. Профиль плотности...................... 212
6.4. Поверхностное натяжение................... 215
6.5. Дальнейшие исследования................... 219
Литература............................ 221
7. РАСЧЕТ ПРОФИЛЯ ПЛОТНОСТИ................ 224
7.1. Введение........................... 224
7.2. Решение уравнения ИБГ................... 224
7.3. Приближения для прямой корреляционной функции...... 229
7.4. Модифицированные теории Ван-дер-Ваальса.......... 234
7.5. Теория возмущений...................... 235
7.6. Поверхностное натяжение................... 247
Литература............................ 240
*. ТРЕХФАЗНОЕ РАВНОВЕСИЕ.................. 242
8.1. Введение........................... 242
8.2. Краевые углы и треугольник Неймана............ 244
8.3. Растекание и правило Антонова................ 247
8.4. Межфазная поверхность ау.................. 256
8.5. Фазовые переходы в межфазных поверхностях. Переход Кана 262
8.6. Трехфазная линия и линейное натяжение........... 270
Литература............................ 287
9. МЕЖФАЗНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ ВБЛИЗИ КРИТИЧЕСКИХ ТОЧЕК ............................... 288
9.1. Введение: приближение среднего поля............. 287
9.2. Теория Орнштейна—Цернике для парной корреляционной функции .............................. 297
9.3. Теория критических показателей............... 303
9.4. Теория Ван-дер-Ваальса с неклассическими показателями . . . 314
9.5. Трикритические точки..................... 322
9.6. Некритическая межфазная поверхность вблизи критической конечной точки......................... 332
9.7. Теория ренормгрупп. Теоретико-полевые модели........ 346
Литература............................ 354
ПРИЛОЖЕНИЯ.......................... 358
I. Термодинамика......................... 358
Литература............................ 364
II. Дельта-функция Дирака.................... 364
Предметный указатель...................... 367
Цена: 150руб.
