Смачивание. Капиллярное давление (№2)

Образование мениска на поверхности жидкости при (а) смачивании и (б) несмачивании стенки сосуда

Если жидкость примыкает к поверхности твердого тела, то форма поверхности жидкости определяется не только взаимным притяжением молекул жидкости, но и притяжени­ем со стороны атомов, образующих твердое тело. Это приво­дит к образованию мениска — искривленной поверхности жидкости вблизи стенок содержащего ее сосуда. Угол θ меж­ду смоченной поверхностью стенки и мениском называется краевым углом. Если θ < 90°, то говорят, что жидкость смачи­вает стенку, если θ > 90°, то — не смачивает. Для смачиваю­щей жидкости мениск имеет вогнутую форму, для несмачи­вающей — выпуклую. Молекула поверхностного слоя будет находиться в равновесии только в том случае, если результи­рующая сила притяжения F, действующая на нее со стороны других атомов и молекул, будет перпендикулярна поверхно­сти жидкости. Следовательно, смачивание жидкостью стен­ки означает, что сила притяжения молекулы со стороны ато­мов стенки F_ст больше, чем сила притяжения со стороны других молекул воды F_м. Несмачиванию, соответственно, от­вечает случай, когда притяжение стенки слабее, чем притя­жение жидкости. Материал с сайта http://worldof.school

Поведение жидкости в капилляре при смачивании (а) и несмачивании (б)

В узких сосудах вся поверхность жидкости оказывается ис­кривленной. Такие узкие трубки называются капиллярами (от латинского capillaris — «волос»). Они интересны тем, что при погружении их одним концом в жидкость, нали­тую в широкий сосуд, мы обнаружим нарушение закона сообщающихся сосудов! Уровень жидкости в капилляре при смачивании будет выше, чем в сосуде, а при несмачи­вании — ниже. Причиной этого является изменение дав­ления в жидкости за счет искривления поверхности. Под выпуклой поверхностью давление больше, а под вогну­той — меньше, чем под плоской поверхностью. Дополни­тельное давление, называемое капиллярным, уравно­вешивает гидростатическое давление, обусловленное разностью уровней внутри и снаружи от капилляра. Для смачивающей жидкости это означает подъем ее вверх, против силы тяжести. Именно такой подъем жидкости ле­жит в основе «закона промокашки» — впитывания жид­кости пористыми телами. За счет капиллярного давления происходит подъем грунтовых вод в почве, чернил ь авто­ручке и растительных соков в стволах деревьев. Капиллярное давление в круглом капилляре можно найти по формуле Лапласа:

Δp = F / S = 2πRσ / πR² = 2σ / R,

R = r / cos θ,

где R — радиус кривизны мениска, который можно вычислить, зная краевой угол θ и радиус капилляра r.

На этой странице материал по темам:

• Капиллярное давление в деревьях

• Доклад краткий на тему смачивание и капиллярность 7 класс

• Капиллярное давление конспект

• Давление лапласа при смачивании стенок капилляра жидкостью является

• 2. смачивание. капиллярность.