Поверхностное натяжение. Смачиваемость. Капиллярность

Поверхностное натяжение. Смачиваемость. Капиллярность

Поверхностное натяжение. Смачиваемость. Капиллярность. Возникает твердая сила сцепления. Эти силы, возникающие между отдельными частицами в жидкости, взаимно уравновешиваются. Однако эта однородность молекулярной связи внутри жидкости нарушается на ее границах (рис.2.2). Таким образом, поверхность жидкости на границе раздела с другой несмешанной жидкостью, воздухом, газообразным или насыщенным паром, находится в состоянии равномерного натяжения за счет силы взаимного притяжения молекул в поверхностном слое.

В общем случае задача формирования единицы межфазной поверхности при постоянной температуре называется поверхностным натяжением. Для жидкостей поверхностное натяжение часто определяется как сила, действующая на единицу длины границы раздела фаз и стремящаяся минимизировать эту поверхность. Таким образом, поверхностное натяжение выражается в единицах силы, то есть Ньютонах/метрах, относительно длины.

Поверхностное натяжение на границе раздела некоторых жидкостей при 20°с воздуха и нормальном атмосферном давлении Н / м имеет такое значениеВода 081 Керосин 0,026 Ртуть 0,541 16. Пористое твердое тело причиненное капиллярным действием). Благодаря силе притяжения между твердой молекулой и ее смачивающей жидкостью, последняя поднимается вдоль стенок сосуда и образует так называемый вогнутый мениск. Возникающее в этом случае отрицательное (капиллярное) давление вызывает увеличение жидкости(рис. 2.3, б).

При этом потенциальная энергия для молекул, находящихся на поверхности пропорциональна её площади. Людмила Фирмаль

• Так, высота капиллярной трубки повышается при температуре 20°С в стеклянной трубке диаметром мм, мм: I Вода. Алкоголь. ^Крышка » 5 б _15. «Шапка 5 Поверхностное натяжение изгибает его в попытке уменьшить поверхность жидкости. Однако достаточное количество маловязкой жидкости (например, воды) принимает форму замкнутого контейнера, а его свободная поверхность практически плоская, так как сила тяжести преодолевает эффекты поверхностного натяжения.

Если отсутствует внешняя сила (например, в условиях невесомости) или компенсируется (если жидкость представляет собой другую несмешивающуюся жидкость, но плотность равна), то поверхность жидкости всегда искривлена, и ограниченное количество жидкости, не соприкасающейся с другими объектами, переносится на шар. Эта форма соответствует стабильному равновесию жидкости. Это связано с тем, что поверхность шара минимальна для заданного объема, поэтому поверхностная энергия жидкости в этом случае также минимальна.

• Когда жидкость входит в контакт с твердым телом, форма ее поверхности сильно зависит от явления смачивания, вызванного взаимодействием между молекулой жидкости и твердым телом. Сила молекулярного давления на поверхности жидкости и взаимодействие между жидкостью и стенкой узкого интервала (трубка малого диаметра, тонкая трубка） Шапка B _ 10 » крышка-」 Между 2 стеклянными пластинами на расстоянии 5 мм： Вода. Алкоголь. 17.

Капиллярное поглощение играет важную роль в подаче воды растениям, движении влаги в почве и других пористых почвах. Степень уплотнения, распределение частиц по размерам и химический минеральный состав, структура, текстура и текстура влияют на капиллярный подъем почвы. Симптомы и состав водных растворов. Капиллярная пропитка различных материалов широко применяется в процессах химической технологии, применяемых в быту.

Отрицательное капиллярное давление оказывает сжимающее действие на подвижную стенку, ограничивающую жидкость. Многие свойства дисперсной системы(проницаемость, прочность, усадка при сушке, поглощение жидкости) обусловлены появлением высокого капиллярного давления в узких порах. Жидкость, не смачивающая поверхность, образует выпуклый мениск(рис. 2.3, а), опуская жидкость вместе со стенкой. Например, в стеклянной трубке диаметром 20 мм d, мм, находится ртуть.

В условиях отсутствия внешних сил и заданного объема, жидкость стремится принять минимальную площадь поверхности – сферическую форму. Людмила Фирмаль

• Как уже упоминалось, межмолекулярное сцепление жидкости и не смешивающейся с ней среды оказывается слабее на границе газа и несмачиваемого твердого тела, чем внутри самой жидкости, и сильнее на границе раздела с смачиваемой твердой поверхностью. В большинстве случаев при движении, которое рассматривается в гидравлике, часть жидкости(открытый водный путь) или вся поверхность (напорная труба) соприкасается с твердой поверхностью, которая обычно влажная.

Если адгезия жидкости в точке соприкосновения со стенкой превышает внутренние молекулярные силы самой жидкости, то слой жидкости, ближайший к влажной поверхности, будет прилипать к ней, не участвуя в движении. Это сразу подразумевает «граничное» условие, которое широко используется во многих расчетах. Скорость движения смачиваемой поверхности равна нулю.

Смотрите также:

Задачи по гидравлике

Возможно эти страницы вам будут полезны:

1. Сжимаемость и упругость жидкостей.
2. Вязкость жидкостей.
3. Растворение газов в жидкостях. Испарение и кипение жидкостей, кавитация.
4. Другие физико-механические свойства и состояния жидкостей.