Капиллярные явления
Если поместить узкую трубку (капилляр) одним концом в жидкость, налитую в широ-сий сосуд, то вследствие смачивания или несмачивания жидкостью стенок капилляра кривизна поверхности жидкости в капилляре становится значительной. Если жидкость смачивает материал трубки, то внутри ее поверхность жидкости — мениск — имеет вогнутую форму, если не смачивает — выпуклую (рис. 101).
Под вогнутой поверхностью жидкости появится отрицательное избыточное давление, определяемое по формуле (68.2). Наличие этого давления приводит к тому, что жидкость в капилляре поднимается, так как под плоской поверхностью жидкости в широком сосуде избыточного давления нет. Если же жидкость не смачивает стенки капилляра, то положительное избыточное давление приведет к опусканию жидкости в капилляре. Явление изменения высоты уровня жидкости в капиллярах называется капиллярностью. Жидкость в капилляре поднимается или опускается на такую высоту А, при которой давление столба жидкости (гидростатическое давление) 
уравновешивается избыточным давлением 
где 
— плотность жидкости, 
— ускорение свободного падения.
Если 
- радиус капилляра, 
— краевой угол, то из рис. 101 следует, что 
откуда
(69.1)
В соответствии с тем, что смачивающая жидкость по капилляру поднимается, а несмачивающая — опускается, из формулы (69.1) при 
(cos0>O) получим
положительные значения Л, а при 
(cos0<O) — отрицательные. Из выражения
(69.1) видно также, что высота поднятия (опускания) жидкости в капилляре обратно пропорциональна его радиусу. В тонких капиллярах жидкость поднимается достаточно высоко. Так, при полном смачивании (0=0) вода (р=1000 кг/мэ, а=0,073 Н/м) в капилляре диаметром 10 мкм поднимается на высоту h=З м.
Дата добавления: 2017-04-20; просмотров: 360;