کشش سطحی یکی از مهم ترین خواص ترموفیزیکی می باشد که در طراحی دستگاههای تماس دهنده فازهای مختلف که همراه با انتقال جرم می باشند، نقش تعیین کننده ای را ایفا می نماید. به دلیل آنکه اندازه گیری تجربی این خاصیت برای مواد خالص و یا مخلوط ها در اغلب موارد مستلزم صرف زمان و هزینه قابل توجهی می باشد و یا در مورد بعضی مایعات اندازه گیری این پدیده ترموفیزیکی در دماهای خاص امکان پذیر نمی باشد. همواره تلاش شده است با بکار گیری روش های تئوری، نیمه تجربی و یا تجربی، مدل های مناسبی جهت پیشگویی این کمیت برای سیستم های مختلف و در شرایط عملیاتی گوناگون ارائه گردد در همین راستا در این پروژه پس از معرفی وسایل و دستگاه های اندازه گیری کشش سطحی، یک مرور کلی روی مدل های ارائه شده در زمینه پیشگویی کشش سطحی مایعات خالص و مخلوط های دو جزئی طی سالیان گدشته صورت گرفته است و نقاط ضعف و قوت آنها بررسی شده است. مک لئود را می توان بنیانگذار ارائه مدل هایی از این نوع دانست و بسیاری از تلاشهای انجام گرفته در این زمینه ادامه و تصحیح مدل وی بوده است. در این پروژه سعی بر آن شده است تا با بسط وتوسعه تئوری ها و مدل های موجود در این زمینه، روابط جدیدی جهت پیشگویی کشش سطحی مواد خالص و مخلوطها ارائه گردد. این هدف در چند حوزه دنبال شده است که بدین قرار می باشد: در حوزه نظیر (spt) scaled particle theory که سازگار با سیستم های نزدیک به کرات سخت می باشد، روابطی که بر پایه این تئوری برای مواد خالص ارائه شده است با استفاده از مفهوم کسرانباشتگی به مخلوطها تعمیم داده شده است. این تئوری با موفقیت قابل تصوری در زمینه کشش سطحی سیالات خالص، تقطیر استخراجی، حلالیت گازها در مایعات، معلق سازی توسط درات فعال سطحی و تخمین خواص ترمودینامیکی بکار گرفته شده است. این مدل در محاسبه کشش سطحی 29 مخلوط دو جزئی کریژونیک و 41 مخلوط دو جزئی آلی-آلی بکار برده شده و نتایج حاصل با داده های تجربی مقایسه شده اند. نتایج محاسبات نشان می دهند که میزان خطای کلی در مدل پیشنهادی برای ترکیبات کریژونیک مورد استفاده از 48/5 درصد و برای ترکیبات آلی از 53/4 درصد تجاوز نمی نماید. میزان خطای تولید شده قابل قبول بوده و در مقایسه با روش های دیگر به حداقل اطلاعات در مورد هر ترکیب نیازمند می باشد. همچنین با استفاده از داده های کشش سطحی اجزاء خالص، مقادیر قطر کره سخت برای اجزاء خالص بدست آمده است. در حوزه دیگر از کارهای تئوری این پروژه از مدل shereshefskyبرای محاسبه کشش سطحی مخلوط های دو جزئی که بر اساس ترمودینامیک سطح می باشد، استفاده شده است. این رابطه برای 40 مخلوط دو جزئی کریژونیک و 41 مخلوط دو جزئی آلی- آلی، بترتیب در 325 و 409 نقطه بکار برده شده و کشش سطحی این محلول ها با استفاده از رابطه حاصل محاسبه شده است. مقدار انحراف از مقادیر آزمایشی برای ترکیبات دو جزئی کریژونیک 2/1 درصد و برای ترکیبات آلی 6/0 درصد می باشد. قابل ذکر است که این رابطه برای محاسبه تغییر انرژی آزاد گیبس استاندارد جذب سطحی و تعداد لایه های اضافی مولکول مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاصل گزارش شده است. نهایتاً با ظبقه بندی مدل های مورد مطالعه می توان بر این نکته تأکید کرد که ورودی های این مدل ها کاملاً شبیه هم نیستند مثلاً در spt فقط دانسیته و کشش سطحی نقش دارند و در مدل shereshefsky دما و کشش سطحی حل شونده و حلال دخیل هستند.

اثرات سطح در صنعت و بیولوژی از اهمیت زیادی برخوردارند . یکی از خواص ترمودینامیکی که در پروسه های صنعتی پر کاربرد است کشش سطحی می باشد . این پدیده نقش کلیدی در پخش امولوسیون ها و جذب مایعات روی سطح جامد و جذب گاز روی سطح مایع دارد . همچنین در زمینه های مختلف مانند مهندسی محیط زیست ، صنعت ساخت رنگها و مواد شوینده و روان کننده و پروسه های نفتی و استخراج مایعات و ... همواره مطرح بوده است . از این رو روشهای مختلفی برای محاسبه ی تئوری کشش سطحی وجود دارد و همواره در حال تکامل است . البته ارائه مدلهایی که در محدوده دمایی گسترده نتایج قابل قبولی ارائه دهد ، حائز اهمیت است . در سالهای اخیر اساس طرح مدلهای اندازه گیری کشش سطحی بر پایه ی ترمودینامیک آماری استوار است . در این تحقیق از مدل لانگمویر برای 186 سری محلول دو جزئی غیر الکترولیتی در 5227 نقطه که داده های دقیق کشش سطحی آن ها معلوم بود استفاده شد و پارامترهای قابل تنظیم مربوطه گزارش شد . نتایج محاسبات نشان می دهد که با وجود آنکه ترکیبات مورد نظر ساختار و در نتیجه خواص بسیار متفاوتی که دارند میانگین خطای کلی در این مدل 0.7 درصد می باشد . با توجه به این نکته که ترکیبات مورد مطالعه بسیار متنوع می باشند خطای ایجاد شده قابل قبول است . در نهایت با توجه به نتایج بدست آمده برای پارامترهای قابل تنظیم توسط نرم افزار polymath نمودارهای مربوطه برای تفسیر تاثیر این پارامترها بر روی کشش سطحی مخلوط دو جزئی رسم شده است . پارامترهای قابل تنظیم منعکس کننده ی جنبه های فیزیکی رفتار مولکولها در توده و سطح می باشند . پارامترهای ? حلال گریزی جزء با کشش سطحی پایین تر را نشان می دهد و پارامتر ? اثر فعل و انفعالات b-a را بروی کشش سطحی محاسبه می کند. این مدل به خوبی داده های کشش سطحی را در تمام محدوده ی غلظتی با ?o مرتبط می کند . همچنین مدل shershefsky برای تعدادی از محلولهای مورد مطالعه بکار برده شد و مقادیر ?gs ،??g?_0^exp ، محاسبه شد و مدل bbt نیز برای محاسبه کشش سطحی مخلوط های دو جزئی بکار برده شد و نتایج حاصل از این دو مدل با مدل elمقایسه گردید . نتایج این مقایسه در صد خطای کمتر مدل el را نسبت به دو مدل دیگر نشان می دهد .