Gibbs-Thomson-Effekt

Als Gibbs-Thomson-Effekt (nicht zu verwechseln mit dem Thomson-Effekt) bezeichnet man in der Physikalischen Chemie eine Konsequenz der so genannten Grenzflächenenergie σ (sigma). Diese führt dazu, dass kleine Flüssigkeitströpfchen (d.h. Teilchen mit starker Oberflächenkrümmung) einen höheren effektiven Dampfdruck aufweisen als eine ebene Phasengrenze (flüssig-gasförmig), da bei kleinen Tröpfchen die Grenzfläche im Vergleich zum Flüssigkeitsvolumen größer ist. Benannt ist der Effekt nach Josiah Willard Gibbs und Joseph John Thomson.

Weiteres empfehlenswertes Fachwissen

Wie kann man Pipetten schnell überprüfen?

Lassen Sie sich von statischen Aufladungen nicht die Wägegenauigkeit stören.

Dauerhaft genaue Prüfgewichte dank 12 kostenloser Tipps

Eine Verallgemeinerung des Gibbs-Thomson-Effektes ermöglicht die Erklärung der Ostwald-Reifung, bei der in dispersen Systemen von kleinen Teilchen mittels Diffusion größere Teilchen wachsen und kleinere sich auflösen.

Die Gibbs-Thomson-Gleichung für ein Teilchen mit Radius R lautet :

 : Oberflächenenergie des Tropfens.

: Volumen eines Atoms im Tropfen.

k_B  : Boltzmann-Konstante.

 : Sättigungsdruck der tröpfchenbildenden Substanz.

p  : Partialdruck der tröpfchenbildenden Substanz.

T  : Temperatur in Kelvin.

Wegen der Erhöhung des Innendruckes durch die gekrümmte Phasengrenze, kommt es im Inneren kleiner Teilchen auch zu einer Erniedrigung der Schmelztemperatur. Bisweilen wird auch dies als Gibbs-Thomson-Effekt bezeichnet.

Literatur

• http://ttk-net.ciw.uni-karlsruhe.de/scripten -- Prof. K. Schaber: Vorlesungsskript Thermodynamik disperser Systeme, Institut für Technische Thermodynamik und Kältetechnik (ITTK), 2003