VIII.2.Səthi gərilmə və səth enerjisi
Neftin quyu dibinə süzülməsi süxurla mayenin və ya iki müxtəlif mayenin təmas səthində baş verən səthi hadisələrdən də asılıdır.
Bu hadisəni aydınlaşdırmaq üçün şüşə qabı hər hansı maye ilə, məsələn, su ilə dolduraq (şəkil IV. 1).
Mayenin səthində hava ilə birlikdə maye (su) buxarı da olacaqdır. Məlumdur ki, mayenin sıxlığı onun öz buxarının sıxlığından çox böyükdür. Məsələn, otaq temperatirinda suyunsıxlığı, oymuş buxarının sıxlığından 6·105 dəfə böyükdür. Buna görə də maye daxilindəki molekullar arasındakı məsafə molekulların ölçüləri həddində dəyişir və onların mayedəki qarşılıqlı molekullar
təsir qüvvəsi , qaz və ya buxardakına nisbətən çox böyük olur. Havada olan maye molekulları arasındakı məsafə molekulların ölçüsünə görə çox böyük olduğundan bu molekulların qarşılıqlıtəsirini praktiki sıfra bərabər götürmək olar.
Maye daxilində götürülmüş A molekulu eyni adlı molekullarla əhatə olunduğundan bu molekula hər tərəfdən qiymətcə bərabər, istiqamətcə əks olan qüvvələr təsir edir və A molekulu müvazinətdə qalır. Hava-maye sərhədindəki molekullara bir-birinə bərabər olmayan və qüvvələri təsir edir (qalınlığı molekulların radiusuna bərabər olan molekul təbəqəsinə səth təbəqəsi deyilir). Ona görə də molekulyar təsir qüvvəsi ( - ) maye səthindən onun həcminin daxilinə doğru yönəlir. Bu qüvvənin vahid səthə düşən qiymətinə mayenin daxili təzyiqi və ya molekulyar təzyiq deyilir.
Molekulyar təzyiq mayelərin fiziki-kimyəvi xassələrindən asılı olaraq müxtəlif qiymətlər ala bilər. Məsələn, suyun daxili təzyiqi 1100 MPa, spirtinki 240 MPa, efirinki 140 MPa və s.-dir.
Maye molekullarının maye həcmi daxilindən səth təbəqəsinə keçməsi üçün daxili təzyiqi dəf etməklə əlaqədar olan iş görülməlidir. Bu iş səth təbəqəsinə keçən molekulların enerjisinin artmasına sərf olunur. Deməli, səth təbəqəsindəki molekullar maye həcmindəki molekullara nisbətən artıq enerjiyə malikdir.
Bu enerjinin mayenin vahid səthinə düşən qiymətinə xüsusi səth enerjisi deyilir.Bu kəmiyyəti başqa cür də əsaslandırmaq olar. Səth təbəqəsinə nazik elastik qat kimi baxaq. Onda maye səthini böyütmək, yəni bu qatı dartmaq üçün onun perimetrinin hərbir nöqtəsində qüvvə tətbiq etmək lazımdır. Bununla əlaqədar olaraq―xüsusi səth enerjisi‖ anlayışını,―səthi gərilmə‖ anlayışı ilə əvəz edirlər.
Beləliklə, səthi gərilmə, vahid ölçülü yeni səth yaratmaq üçün
lazım olan işə bərabərdir.
BV sistemində səthi gərilmə aşağıdakı ölçüyə malikdir:
Mayelər üçün xüsusi səth enerjisi ilə səthi gərilmə qiymətcə bir-birinə bərabərdir. Bərk cismlər üçün bu kəmiyyətlər fərqlənə bilər.
Məlumdur ki, səthi gərilmə qüvvələrinin təsiri altında hər hansı maye damcısı sferik forma almağa cəhd edir. Çünki hər hansı sistemin dayanıqlı müvazinət vəziyyəti bu sistemin enerjisinin minimum qiymətinə uyğun gəlir. Doğrudan da, maye damcısının səth enerjisi, səthi gərilmə ilə təmas səthi sahəsinin vurma hasilinə bərabər olduğundan bu enerji təmas səthi sahəsinin ən kiçik qiymətində minimum olar. Belə sahə isə maye damcısı kürəşəkilli olduqda yaranır. Bu xassədən mayelərin səthi gərilməsini təyin etmək üçün istifadə olunur.
Müasir ölçmə üsulları yalnız iki mayenin və ya maye ilə qazın təmas səthlərində yaranan səthi gərilməni təyin etməyə imkan verir.
Neft laylarında neft-su, neft-qaz, su-qaz, neft-süxur, su-süxur və qaz-süxur təmas səthində yaranan səth hadisələrinə xüsusi əhəmiyyət verilir. Bir sıra maye və neftin normal şəraitdə hava və distilə edilmiş su sərhədindəki səthi gərilməsi VIII.1 cədvəlində verilmişdir.
Cədvəl VIII.1
Maddələr
|
Səthi gərilmə, мН/м
|
hava
sərhədində
|
su
sərhədində
|
Civə
|
465
|
375
|
Su
|
72,75
|
-
|
Benzol
|
28,5
|
33,4
|
Tibb yağı
|
30,3
|
51,4
|
Uxta nefti
|
31,1
|
33,3
|
Suraxanı nefti
|
28,2
|
22,0
|
Lay süxurlarını təşkil edən meneralların səthi gərilməsini bilavasitə təyin etmək çox çətindir. Bəzi duzların kristalları üçün səthi gərilmə təxmini hesablama yolu ilə qiymətləndirilə bilər.
Dostları ilə paylaş: |