Ayo Belajar Termodinamika Permukaan Padatan

Termodinamika Permukaan Padatan

Saat membahas permukaan liquid, tegangan permukaan adalah parameter penting, namun jika kita kembangkan ke permukaan padatan timbul beberapa permasalahan. Jika permukaan liquid membesar, maka jumlah atom permukaan juga meningkat. Untuk permukaan padatan peningkatan plastis seperti diatas bukanlah satu-satunya pilihan. Ada mekanisme lain yaitu peningkatan elastis dari luas permukaan. Jika permukaan solid meningkat akibat peregangan mekanis, jarak antar atom permukaan bertetangga akan berubah, sementara jumlah atom dipermukaan tidak berubah.

Peningkatan luas permukaan ini biasa diuraikan dari sudut pandang surface strain (tegang). Surface strain total diberikan oleh e_tot perubahan luas permukaan dibagi luas seluruh permukaan de_tot = dA/A. Surface strain dapat dibagi menjadi plastic strain de_p dan elastic strain de_e sehingga de_tot= de_p + de_e. Untuk menjelaskan peningkatan elastic luas permukaan, digunakan pendekatan surface stress ¡. Perubahan energi bebas Gibbs per unit area diberikan oleh kerja reversibel yang dibutuhkan untuk meluaskan permukaan melawan surface tension g dan surface stress ¡.

Disini g^S disebut parameter intensive permukaan umum atau energi permukaan dan bukan besaran termodinamika sesungguhnya karena tergantung pada bagaimana padatan terbentuk.Hubungan antara surface tension dan surface stress diturunkan oleh Shuttleworth