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2024-05-15T06:25:38Z

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Als '''Gibbs-Thomson-Effekt''' (Benannt nach [[Josiah Willard Gibbs]] und [[William Thomson, 1. Baron Kelvin|William Thomson]]; nicht zu verwechseln mit dem [[Thomson-Effekt]]) bezeichnet man in der [[Physikalische Chemie|Physikalischen Chemie]] eine Konsequenz der [[Grenzflächenenergie]]. Diese führt dazu, dass kleine Flüssigkeits[[Tropfen|tröpfchen]] (d. h. Teilchen mit starker [[Oberflächenkrümmung]]) einen höheren effektiven [[Dampfdruck]] aufweisen als eine [[Ebene (Mathematik)|ebene]] [[Phasengrenze]] (flüssig-gasförmig), da bei kleinen Tröpfchen die [[Grenzfläche]] im Vergleich zum Flüssigkeitsvolumen größer ist.

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

Die '''Gibbs-Thomson-Gleichung''' für ein Teilchen mit Radius <math>r</math> lautet:

:<math> \frac{p}{p_\text{Sättigung}} = \exp \! \left( \frac{r_\text{kritisch}}{r} \right) </math>

mit
* ''p'' – [[Partialdruck]] der tröpfchenbildenden Substanz
* ''p''<sub>Sättigung</sub> – [[Sättigungsdruck]] der tröpfchenbildenden Substanz
* <math> r_\text{kritisch} = \frac{2 \cdot \gamma \cdot V_\text{Molekül}^\text{Tropfen}}{k_\mathrm{B} \cdot T} </math>
** <math> \gamma </math> – [[Oberflächenenergie]] des Tropfens in [[Joule|J]]/m².
** <math> V_\text{Molekül}^\text{Tropfen} = \frac{V}{N}</math> – Volumen eines Moleküls im Tropfen bzw. Volumen pro Teilchenzahl
** ''k''<sub>B</sub> – [[Boltzmann-Konstante]]
** ''T'' – Temperatur in [[Kelvin]].

Wegen der Erhöhung des Innendruckes durch die gekrümmte Phasengrenze (siehe [[Young-Laplace-Gleichung]]) kommt es im Inneren kleiner Teilchen auch zu einer Erniedrigung der [[Schmelztemperatur]]. Bisweilen wird auch dies als Gibbs-Thomson-Effekt bezeichnet.

== Siehe auch ==

* [[Krümmungseffekte]]

[[Kategorie:Thermodynamik]]
[[Kategorie:Josiah Willard Gibbs als Namensgeber]]
[[Kategorie:William Thomson, 1. Baron Kelvin als Namensgeber]]

Gibbs-Thomson-Effekt - Versionsgeschichte

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