Поверхностные явления

В отличие от газа, жидкость имеет поверхность, отделяю­щую ее от окружающей среды. Это порождает множест­во явлений, называемых поверхностными: смачиваемость, поверхностные натяжения, капиллярные явления.

Первое из известных ны­не поверхностных явле­ний — смачивание — обна­ружил Леонардо да Винчи (1561 г.). Теория поверх­ностных явлений была развита в трудах Б. Паска­ля (1653 г.), П. Лапласа (1806 г.), Дж. Гиббса (1875 г.).

Жидкость, в отличие от газа, может иметь резкую грани­цу, отделяющую ее от окружающей среды, так называемую свободную поверхность. Эта поверхность ведет себя как упругая растянутая пленка. И такое поведение (ведь реаль­но никакой пленки нет!) легко объяснить. Как известно, между молекулами жидкости действуют слабые силы при­тяжения, упорядочивающие рядом расположенные моле­кулы в пределах 3-4 эффективных диаметров. «Сфера влияния» отдельной молекулы называется сферой молеку­лярного действия. Материал с сайта http://worldof.school

Сферы молекулярного действия молекулы, находящейся в глубине жидкого объема, и молекулы находящейся на поверхности жидкости

Рассмотрим две молекулы жидкости: одну в глубине жид­кого объема, а другую — около поверхности. Сфера моле­кулярного действия поверхностной молекулы является неполной. Со стороны внутренней части жидкости притя­жение молекулы сильнее, чем со стороны поверхности, и поэтому возникает сила F, направленная внутрь жидкости. Для того чтобы отдельная молекула смогла «выбраться из общей массы» на поверхность, ей необходимо преодолеть эту силу, т. е. совершить определенную работу. Это означа­ет, что молекулы в поверхностном слое обладают дополни­тельной потенциальной энергией — поверхностной. Она входит как составная часть во внутреннюю энергию жид­кости. Положению равновесия соответствует минимум по­тенциальной энергии. Если внешние силы отсутству­ют, то, значит, положению равновесия отвечает минимум площади поверхности жидкости. Стремле­ние жидкости к положению с минимумом потенциаль­ной энергии означает стремление ее к сокращению своей поверхности (и жидкость способна это сделать, поскольку обладает текучестью).

Мир поверхностных явле­ний в жидкости удивитель­но разнообразен, ведь хи­мические и физические взаимодействия макро­скопических тел происходят, прежде всего, в по­верхностных слоях.

На этой странице материал по темам:

• Реферат химия физика поверхностные явления