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Phasen und Grenzflächen

Phasen und Grenzflächen

Die Effekte an der Phasengrenze können in makroskopischen Systemen im Allgemeinen vernachlässigt werden, da der Anteil von Molekülen in der Grenzfläche sehr klein ist gegenüber dem Anteil der Moleküle im Volumen der Phase. Das ändert sich, sobald die Ausdehnung der Volumenphase sehr klein wird. Die Phasengrenze spielt z. B. bei kolloidalen Systemen mit Partikelgrößen im Bereich von 1 - 1000 nm eine wichtige Rolle. Hier besetzen aufgrund des großen Verhältnisses von Oberfläche zu Volumen ähnlich viele Moleküle Grenzflächenpositionen wie Positionen im Inneren des Volumens. Die Effekte der Grenzfläche können dann nicht mehr vernachlässigt werden.

Definitionen

Phase
Bereich eines Systems, innerhalb dessen sich keine physikalische Größe sprunghaft ändert.
Phasengrenze (Grenzphase)
Berührungsbereich zweier nicht mischbarer Volumenphasen. Die Phasengrenze hat im Allgemeinen eine gewisse dreidimensionale Ausdehnung, die sich über einige Atomlagen erstreckt. Innerhalb der Phasengrenze ändern sich die physikalischen Eigenschaften der einen Phase kontinuierlich auf die der anderen Phase.
Grenzfläche
Idealisierte unendlich dünne Phasengrenze, an der sich die physikalischen Eigenschaften zweier benachbarter Phasen diskontinuierlich (sprunghaft) ändern. Als Grenzflächen werden allgemein Flächen zwischen zwei kondensierten Medien bezeichnet.
Oberflächen
Im strengen Sinne spricht man von einer Oberfläche nur dann, wenn eine kondensierte Phase an ein Vakuum angrenzt. Diese Situation ist aber nur selten im Experiment realisierbar. Daher wird im Allgemeinen von einer Oberfläche dann gesprochen, wenn eine kondensierte Phase mit ihrem Dampf oder einem anderen Gas in Kontakt steht.
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