Сила поверхностного натяжения жидкостей

Рис. 3.8. Действие поверхностного на­тяжения

Силы, действующие вдоль поверхности жидкости и вызывающие уменьшение ее площади, называют силами поверхностного натяжения. Их проявление можно наблюдать с помощью проволочной рамки, одна из сторон которой (AB) подвижная (рис. 3.8). Если погрузить рамку в мыльный раствор и затем вынуть ее из него, то на ней об­разуется тонкая мыльная пленка, которая будет сокращать свою поверхность. Подвиж­ная проволочка AB будет передвигаться вверх до тех пор, пока не уравновесится сила тяжести, действующая на нее, с силой по­верхностного натяжения, стремящейся умень­шить поверхность пленки.

Поверхностное натяжение жид­костей иногда измеряют в нью­тонах на метр Н/м, что эквивалентно Дж/м².

Чтобы растянуть эту мыльную пленку, необходимо приложить к подвижной проволочке AB силу F̅₁ = m͞g + F̅_ynp, благодаря ко­торой она сместится на расстояние h. При этом будет выполнена работа A = F₁h = 2Fh.

Согласно закону сохранения энергии ра­бота равна изменению поверхностной энер­гии мыльной пленки:

A = AU_п = U_п2 — U_п1 = 2σS₂ — 2σS₁,

где S₁ — площадь поверхности пленки до растяжения, S₂ — площадь ее поверхности после растяжения, σ — поверхностное на­тяжение жидкости.

Коэффициент «2» у слагаемых указывает на то, что пленка имеет две поверхности, со стороны которых действует сила поверхностного натяжения. Материал с сайта http://worldof.school

Принимая во внимание, что S₂ — S₁ = hl, получим:

A = 2σhl = 2Fh.

Отсюда сила поверхностного натяжения, действующая на контур рамки, равняется:

F = σl.

Она направлена перпендикулярно линии контура, который очерчивает поверхность жидкости, стараясь уменьшить ее площадь.

На этой странице материал по темам:

• Физика сила поверхностного натяжения

Вопросы по этому материалу:

• Почему возникает сила поверхностного натяжения?

• От чего зависит сила поверхностного натяжения?

• Как направлена сила поверхностного натяжения?

• Куда будет направлена сила поверхностного натяжения, если контуром есть окружность?