Поверхностное натяжение. На поверхностях раздела жидкости и ее насыщенного пара, двух несмешиваемых жидкостей, жидкости и твердого тела возникают силы
На поверхностях раздела жидкости и ее насыщенного пара, двух несмешиваемых жидкостей, жидкости и твердого тела возникают силы, обусловленные различным межмолекулярным взаимодействием граничащих сред.
Каждая молекула, расположенная внутри объема жидкости, равномерно окружена соседними молекулами и взаимодействует с ними, но равнодействующая этих сил равна нулю. На молекулу, находящуюся вблизи границы двух сред, вследствие неоднородности окружения действует сила, не скомпенсированная другими молекулами жидкости. Поэтому для перемещения молекул из объема в поверхностный слой необходимо совершить работу.
Поверхностное натяжение (коэффициент поверхностного натяжения) определяется отношением работы, затраченной на создание некоторой поверхности жидкости при постоянной температуре, к площади этой поверхности:
Условием устойчивого равновесия жидкостей является минимум энергии поверхностного слоя, поэтому при отсутствии внешних сил или в состоянии невесомости жидкость стремится иметь Минимальную площадь поверхности при данном объеме и принимает форму шара.
Поверхностное натяжение может быть определено не только энергетически. Стремление поверхностного слоя жидкости сократиться означает наличие в этом слое касательных сил — сил поверхностного натяжения. Если выбрать на поверхности жидкости некоторый отрезок длиной l (рис. 7.8), то можно условно изобразить эти силы стрелками, перпендикулярными отрезку.
Поверхностное натяжение равно отношению силы поверхностного натяжения к длине от
 |
резка, на котором действует эта сила:
Из школьного курса физики известно, что оба определения, (7.21) и (7.22), тождественны. Приведем значения поверхностного натяжения для некоторых жидкостей при температуре 20 °С ((табл. 15).
Таблица 15
| Жидкость | σ, Н/м | Жидкость | σ, Н/м |
| Вода Желчь Молоко Моча | 0,0725 0,048 0,05 0,66 | Ртуть Спирт Сыворотка крови Эфир | 0,47 0,022 0,06 0,017 |
Поверхностное натяжение зависит от температуры. Вдали от критической температуры значение его убывает линейно при увеличении температуры. Снижения поверхностного натяжения Можно достигнуть введением в жидкость поверхностно-активных веществ, уменьшающих энергию поверхностного слоя.
Дата добавления: 2015-03-03; просмотров: 1115;