Лектор: Парахин А.С., к. ф.-м. наук, доцент.
6. 1. Жидкости. Поверхностное натяжение. Определение. Жидкости – системы молекул, взаимодействие между которыми таково, что они могут перемещаться друг относительно друга, но так что число частиц в единице объёма остаётся неизменным.
1.Жидкость не занимает весь объём. 2.Возникает свободная поверхность жидкости. 3.На молекулы, находящиеся на поверхности действуют силы, направленные внутрь.
Приближаясь к поверхности, молекула теряет скорость и приобретает дополнительную потенциальную энергию.
Определение. Величина, численно равная изменению энергии плёнки свободной поверхности жидкости при изменении её площади на единицу, называется коэффициентом поверхностного натяжения. 1. 2.Скалярная величина.
Сила поверхностного натяжения действует на любую границу на поверхности жидкости. Примеси влияют на коэффициент поверхностного натяжения: мыло уменьшает, сахар, соль увеличивают.
Несмачиваемость Смачиваемость
Для характеристика смачиваемости вводят понятие угла смачивания или краевого угла. Определение. Угол между поверхностью т.т. и касательной плоскостью к поверхности капли в точке соприкосновения поверхности капли с поверхностью т.т. называется углом смачивания или краевым углом. При этом угол смачивания всегда содержит жидкость.
Если угол смачивания тупой – жидкость не смачивает поверхность т.т., если острый – смачивает.
Сократим на длину:
острый, смачивание тупой, несмачивание.
– Формула Лапласа и – радиусы кривизны в двух взаимно перпендикулярных сечениях поверхности, содержащих нормаль к поверхности.
При этом необходимо учитывать знаки радиусов кривизны. Если поверхность выпукла в сторону от жидкости, она имеет положительный знак радиуса и создаёт избыточное положительное давление. Если поверхность выпукла в сторону жидкости, она имеет отрицательный радиус кривизны и создаёт отрицательное дополнительное давление.
Определение. Капиллярными явлениями называются явления, связанные с действием поверхностного натяжения в капиллярах. Определение. Капиллярами называются трубки произвольного, но малого сечения.
Пусть в жидкость перпендикулярно к свободной поверхности вставлен капилляр, т.е. трубка малого диметра.
Оценим высоту подъёма воды в капилляре радиусом 1 мм. Будем считать, что вода смачивает стекло полностью, значит угол смачивания равен нулю.
Капиллярные явления определяют подъём воды в почве, подъём питательных веществ по волокнам деревьев и т.п. Задача. Оценить толщину капилляров волокон дерева, если его высота равна 20 м.
