С явлениями П. и. и адсорбции связан обширный класс поверхностных явлений (см.), нашедших в наст, время большое применение в технике.
Лит.: Гримзель Э., Курс физики, 5 изд., т. I, вып. 1, М. — Л., 1933 см. также лит. к ст. Поверхностные явления.
ПОВЕРХНОСТНЫЕ ИЗЛИЯНИЯ. Такое определение дается формам залегания вулканических эффузивных пород. Наиболее распространенными формами поверхностного излияния являются потоки и покровы. Первые связаны обычно с извержениями кислых вязких липаритовых лав и не пользуются значительной площадью распространения. Второй тип поверхностных излияний — покровы — свойственен подвижным основным (базальтовым) лавам. П. и. магмы, приуроченные к трещинным излияниям (через разломы земной коры), иногда распространяются на громадные площади, определяемые сотнями тысяч квадратных километров. Примером могут служить базальтовые лавовые излияния на Северном Кавказе, трапповые покровы Индостана и пр.
ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ, обширный класс явлений, происходящих на поверхностях разделов тел, в поверхностных слоях (см.), где междумолекулярные силы (см. Молекулярная физика) не компенсированы и где имеется избыток свободной поверхностной энергии в виде поверхностного натяжения (см.). При адсорбции в этом слое образуется адсорбционный слой ориентировочных молекул (см. Мономолекулярный адсорбционный слой), существенно изменяющий свойства тел и скорость процессов на границах раздела, т. н. гетерогенных процессов. П. я. составляют содержание физикохимии поверхностных явлений, нашедшей разнообразное применение во многих отраслях современной техники.
Среди громадного числа П. я. можно указать на следующие: 1) В явлениях кристаллизации из растворов или расплавов поверхностное натяжение <т определяет скорость роста кристаллов и их форму. Вследствие анизотропии а на разных гранях кристалла различно. Равновесная форма кристалла определяется условием минимума свободной энергии его поверхности (закон Кюри-Вульфа): грани с наибольшим о* растут наиболее быстро. Механические свойства металлов и сплавов, определяемые условиями кристаллизации (и рекристаллизации), тесно связаны со скоростью роста кристаллов и скоростью возникновения центров кристаллизации. — 2) Значительная механич. прочность адсорбционных слоев поверхностноактивных веществ, особенно коллоидов (желатина, клей, сапонин), позволяет применять эти вещества для стабилизации, упрочнения технически важных дисперсных систем — эмульсий, суспензий, пен. Моющее действие мыл, стойкое пенообразование в пивоваренном производстве и в пенных огнетушителях, пена во флотационном процессе, а также методы разрушения вредных пен в ряде производств — все это связано с прочностью адсорбционных слоев.
Сюда же относится стабилизация аэрозолей (напр., военных дымов), эмульсий, находящих широкое применение в производстве пищевых продуктов, а также в процессах обработки металлов (т. н. режущие жидкости), и, наконец, стабилизация суспензий. — 3) В методах обогащения полезных ископаемых один из наиболее распространенных методов — флотационный — 746
основан на смачивании и несмачивании минеральных поверхностей водой и на изменении смачивания с помощью адсорбционных слоев поверхностно-активных флотационных реагентов, действующих в ничтожных концентрациях — 0, 01—0, 02%. — 4) Твердость кристаллов (горных пород, металлов и т. д.) может быть понижена при адсорбции на твердой поверхности поверхностно-активных веществ и электролитов. В процессах диспергирования и обработки твердых тел (бурении, шлифовании, резании, дроблении и т. д.) это позволяет уменьшить работу диспергирования. Точно так же при пластическом течении металла (напр., волочении проволоки) добавление в среду (воду, масло) адсорбирующих веществ (мыл, высших жирных кислот и т. д.) в минимальных количествах (0, 1—1%) сильно облегчает процесс. — 5) Смазочное действие минеральных и растительных масел связано с наличием в них поверхностно-активных веществ, гл. обр. свободных жирных кислот, при этом понижение коэффициента внешнего трения обусловлено опятьтаки образованием адсорбционных слоев ориентировочных молекул на смазываемых металлических поверхностях. — 6) Действие технич. адсорбентов (активные угли, силикаты, отбеливающие глины, способные поглощать из воздуха посторонние газы, напр., боевые отравляющие вещества, или вещества из растворов, загрязняющие примеси в производстве сахара, при очистке минеральных масел и т. д.) основано на сильном развитии поверхности раздела у этих высокодисперсных систем (часто равной 500—1.000 м2 на 1 г адсорбента). Сюда же должны быть отнесены и процессы крашения, состоящие в поглощении поверхностно-красящих веществ волокном ткани или волокном бумаги при печати.
Лит.: Наумов В. А., Химия коллоидов, 3 изд., Л., 1932; РайдилЭ. К., Химия поверхностных явлений, пер. с англ., Л., 1936.
ПОВЕРХНОСТНЫЙ СЛОЙ, слой, непосредственно находящийся у поверхности раздела данного тела (фазы) и тел, его окружающих, в котором вследствие некомпенсированности молекулярных сил молекулы обладают избытком свободной энергии. Толщина П. с., равная радиусу сферы молекулярного действия, — одного порядка с молекулярными размерами, т. е. составляет 1СГ8—10“7 см. При адсорбции (см.) П. с. заполняется молекулами второго вещества, образуя мономолекулярный адсорбционный слой (см.), имеющий определенную структуру. Особое значение свойства П. с. приобретают в раздробленных, т. н. дисперсных системах, в к-рых объем П. с. по сравнению с объемом самой фазы становится значительным (см. Поверхностные явления).
ПОВЕРХНОСТЬ. Понятие П. принадлежит к числу основных геометрич. понятий, которые долго оставались без отчетливого определения.
Определять П. как «границу» тела или как «то, что ограничивается линией», значит лишь пояснять одно расплывчатое понятие при помощи других, не менее расплывчатых понятий (тела, границы, линии). Возникновение более точных определений понятия П. связано с развитием аналитической геометрии и дифференциальной геометрии (см.); с более современной точки зрения определение и изучение общих свойств П. относится к области топологии (см.).
При первых же попытках построить точное математич. определение понятия П. обнаружи-
