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DAS GESETZ VON GAY-LUSSAC
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Die Oberflächenenergie als kolligative Eigenschaft. Die Frage, ob
es außer dem Gasvolum, oder genauer der Größe R, noch weitere kolligative
Eigenschaften gibt, ist bejahend zu beantworten. Allerdings ist bei reinen
Stoffen nur noch eine bekannt; dagegen gibt es eine ganze Gruppe zusammen-
hängender kolligativer Eigenschaften bei den verdünnten Lösungen. Die
ersterwähnte gilt für Flüssigkeiten und findet sich bei der Oberflächen-
energie.
Nehmen wir je ein Mol verschiedener Flüssigkeiten und überlassen sie
in einem von der Schwere befreiten Raume sich selbst, so wird infolge der
Oberflächenspannung die Gestalt jeder dieser Massen eine Kugel sein. Die
Oberflächen dieser Kugeln sind dann als molare Oberflächen aufzu-
fassen, und die zu ihrer Bildung erforderliche Energie ist die molare Ober-
flächenenergie.
Im Sinne der Molekularhypothese kann man sagen, daß in diesen Ober-
flächen je eine gleiche Zahl von Molekeln enthalten sind, denn die Gesamt-
zahl der Molekeln ist in den verschiedenen Kugeln nach der Voraussetzung
gleich, und die Kugeln sind einander geometrisch ähnlich, so daß auch auf
jede Oberfläche die gleiche Molekelzahl kommt.
Nun verhalten sich die Volume verschiedener Kugeln wie die Kuben,
and ihre Oberflächen wie die Quadrate der Radien. Da die Volume gleich
dem Molarvolumen genommen sind, so verhalten sich die Oberflächen wie
2 /3-ten Potenzen der Molarvolume. Multipliziert man also diese letzteren
mit der Oberflächenspannung, so ergibt sich die molare Oberflächen-
energie, eine Größe, die der Volumenergie der Gase pv ganz vergleich-
bar ist. .
Ist also V das Molarvolum und + die Oberflächenspannung, so ist Vi hy
die molare Oberflächenenergie, wobei der allgemeine Zahlenfaktor V36x
weggelassen ist.
Für die so definierte molare Oberflächenenergie sind nun von Eötvös (1886)
und Ramsay und Shields (1892) folgende Gesetze gefunden worden.
Die molare Oberflächenenergie nimmt proportional der Temperatur ab,
um beim kritischen Punkt gleich Null zu werden. Der Temperatur-
koeffizient dieser Abnahme ist für alle homogenen Flüssig-
keiten der gleiche. Ist also w, die molare Oberflächenenergie bei der
Temperatur t und w, dieselbe bei 0°, so gilt die Gleichung:
wı = wo — Bt,
wo der Koeffizient B unabhängig von der Natur der Flüssigkeit ist.
Man kann die Ähnlichkeit dieser Gleichung mit der Gasgleichung noch
mehr hervortreten lassen, wenn man.die Temperatur abwärts von dem
kritischen Punkte oder dem Werte Null der molaren Oberflächenenergie
rechnet. Nennt man die so gezählten Temperaturen D, die molare Ober-
fläche @ und die Spannung y, so nimmt die Gleichung die Gestalt an
YO = BD, ;
die der Gasgleichung pv = RT ganz entspricht.