Grenzfläche


Grenzfläche

Als Grenzfläche oder Phasengrenze wird in der Physik und Materialwissenschaft die Fläche zwischen zwei Phasen bezeichnet, beispielsweise die Fläche zwischen zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten wie Öl und Wasser.

Als Grenzflächen im engeren Sinn werden hingegen nur die Flächen zwischen flüssigen und festen, flüssigen und flüssigen, sowie festen und festen Phasen bezeichnet, während die Fläche zwischen einer festen und einer gasförmigen Phase meist als Oberfläche bezeichnet wird. Die Unterscheidung zwischen Grenz- und Oberflächen ist historisch bedingt und teilweise willkürlich. Dass auch der dritte o.a. Fall (Grenzflächen innerhalb eines Festkörpers) Bedeutung hat, zeigen die zahlreichen Diskontinuitäten in der Erdkruste und im Erdmantel.

Mit den Eigenschaften von Grenzflächen im weiteren Sinne beschäftigen sich die Oberflächenchemie und Oberflächenphysik.

Inhaltsverzeichnis

Grenz– und Oberfläche

Eine Oberfläche lässt sich weniger klar definieren, als man annehmen könnte. Die geometrische Definition als Gesamtheit der Flächen, die einen Körper von außen begrenzen, wird ab dem mikroskopischen Bereich problematisch. Die „Oberflächenatome“ sind keine scharf begrenzten Kugeln und zwischen ihnen können Lücken vorliegen, die um vieles größer sein können, als die Atome selbst. Die Größe einer „Grenz- oder Oberfläche“ ist skalenabhängig, also vom verwendeten Beobachtungsmaßstab abhängig.

Daher ist auch eine Unterscheidung von äußerer und innerer Oberfläche bei allen porösen Materialien gegeben: Diese bilden „von außen“ betrachtet einen kompakten Körper, sind aber von zahlreichen Hohlräumen erfüllt. Für zahlreiche physikalische und chemische Vorgänge sind diese innenliegenden Oberflächen aber genauso relevant wie die äußere Oberfläche. Dabei übersteigt die innere Oberfläche die äußere oft um viele Größenordnungen.

Typische Beispiele sind:

Grundlagen

Innerhalb einer Phase wechselwirken Atome bzw. Moleküle in alle Raumrichtungen mit Atomen bzw. Molekülen in ihrer Nachbarschaft. Hier wirken in alle Richtungen gleiche Wechselwirkungskräfte (Kohäsionen). In der Nähe der Grenzfläche ist dies nicht der Fall. An der Grenzfläche stehen in Richtung der Nachbarphase unter Umständen keine oder nur ganz andere Nachbarn für eine Wechselwirkung zur Verfügung. Für Atome bzw. Moleküle ist es in der Regel energetisch ungünstig, sich in der Nähe der Grenzfläche aufzuhalten. Daraus resultiert eine Grenzflächenspannung, im Fall flüssig-gasförmig die Oberflächenspannung.

  • An Grenzflächen zwischen festen und gasförmigen Phasen kommt es in der Regel zu einer Adsorption von Stoffen aus der Gasphase. Dieses Phänomen wird in vielen technischen Prozessen genutzt und spielt eine Rolle bei der heterogenen Katalyse.

Phasengrenze im Phasendiagramm

Die Phasengrenze wird im Phasendiagramm eines Stoffes durch die Phasengrenzlinie in Abhängigkeit von Temperatur und kinetischem Druck dargestellt. Dieses Verhalten ist eine für den Stoff typische Eigenschaft.

Grenzfläche in der Tontechnik

Siehe den Druckstau beim Grenzflächenmikrofon.

Siehe auch


Wikimedia Foundation.

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Grenzfläche — Grẹnz|flä|che 〈f. 19〉 geometrische Grenze zw. zwei verschiedenen Stoffen, von denen mindestens einer nicht gasförmig sein darf, od. zw. zwei verschiedenen Phasen * * * Grẹnz|flä|che: die Fläche, an der sich zwei miteinander nicht mischbare… …   Universal-Lexikon

  • Grenzfläche — skiriamoji riba statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. boundary; interface vok. Grenzfläche, f; Grenzschicht, f rus. граница раздела, f pranc. interface, f …   Automatikos terminų žodynas

  • Grenzfläche — ribinis paviršius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. boundary surface; bounding surface vok. Grenzfläche, f; Randfläche, f rus. граничная поверхность, f; ограничивающая поверхность, f pranc. surface frontière, f …   Fizikos terminų žodynas

  • Grenzfläche — Grẹnzfläche vgl. Membran …   Das Wörterbuch medizinischer Fachausdrücke

  • Grenzfläche zwischen den Verbindungshalbleitern — skiriamasis puslaidininkinių junginių paviršius statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. compound semiconductor interface vok. Grenzfläche zwischen den Verbindungshalbleitern, f rus. поверхность раздела между полупроводниковыми… …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • Aufdampfschicht-Substrat-Grenzfläche — skiriamasis nusodintojo sluoksnio ir padėklo paviršius statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. deposit substrate interface vok. Aufdampfschicht Substrat Grenzfläche, f rus. поверхность раздела осаждённый слой подложка, f pranc.… …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • Isolator-Halbleiter-Grenzfläche — skiriamasis dielektriko ir puslaidininkio paviršius statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. dielectric semiconductor interface vok. Isolator Halbleiter Grenzfläche, f rus. поверхность раздела диэлектрик полупроводник, f pranc.… …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • Schottky-Grenzfläche — Šotkio priekontaktis statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. Schottky interface vok. Schottky Grenzfläche, f rus. граница раздела металл полупроводник, f; интерфейс Шотки, m pranc. interface Schottky, f …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • Silizium-Saphir-Grenzfläche — skiriamasis silicio ir safyro paviršius statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. silicon sapphire interface vok. Silizium Saphir Grenzfläche, f rus. поверхность раздела кремний сапфир, f pranc. interface silicium saphir, f …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • Wasserspiegel — Grenzfläche in einem Brunnen, Bohrloch oder Peilrohr von Wasser gegen die Atmosphäre; außerhalb wird die Grenzfläche mit Grundwasseroberfläche bezeichnet …   Erläuterung wichtiger Begriffe des Bauwesens