ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Межмолекулярные силы. Смачивание. Поверхностное натяжение. Капиллярные силы из "Равновесие жидкостей и его устойчивость" Жидкости, как и все вещества, состоят из молекул. Характер поведения молекул в жидкости несколько отличается от их поведения в газе и твердом теле. Если в газе длина пробега молекулы от столкновения с одной молекулой до столкновения с другой во много раз превышает размеры самих молекул, то в жидкости молекула за один акт перемещения проходит расстояние порядка своих размеров, то есть, образно говоря, перемещение молекул в жидкости очень напоминает перемещение пассажиров в битком набитом автобусе. Продолжая образный ряд, можно сказать, что молекулы в твердом теле подобны солдатам в строю — каждый занимает определенное положение достаточно долго. Характер расположения (тесно друг к другу), движения и взаимодействия молекул в жидкостях определяет и свойства последних. Жидкости легко изменяют форму — текут, но, с другой стороны, они несжимаемы. [c.15] Молекулы в телах взаимодействуют между собой. Это взаимодействие имеет электромагнитную природу Потенциальная энергия взаимодействия молекул в зависимости от расстояния между ними показана на рис. 1.6. Зафиксируем молекулу М в начале координат. Координату молекулы М2 будем считать переменной. На М2 действует сила со стороны М . [c.15] Рассмотрим теперь молекулу Мг, находящуюся в толще жидкости (рис. 1.7). Со стороны множества соседей на нее будут действовать разнонаправленные силы, взаимно компенсирующие друг друга. Другое дело — молекула М2, расположенная вблизи поверхности жидкости. Ее соседи, находящиеся преимущественно на глубине, тянут ее туда с результирующей силой Р. Эта сила называется когезионной. Допустим теперь, что жидкость соприкасается с твердой стенкой. Тогда со стороны молекул твердого тела Т на молекулы жидкости тоже действуют силы притяжения. Эти силы называются адгезионными. Если адгезионные силы превышают когезионные, то жидкость как бы натекает на твердую стенку. В это случае говорят, что жидкость смачивает твердое тело (рис. 1.8 а). [c.16] В противоположном случае, показанном на рис. 1.8 6, когезионные силы превышают адгезионные и жидкость стремится уйти в себя — имеет место несмачивание. Смачивание и несмачивание могут быть полными и частичными. В количественном отношении это характеризуется углом смачивания в (рис. 1.9). При 0 = 0° имеет место полное смачивание, при в = 180° — полное несмачивание. Угол в называется краевым углом. Как видно из рис. 1.9, он является углом между твердой поверхностью и касательной к поверхности жидкости в точке (на линии) их соприкосновения. Отсчитывается обычно от твердой стенки к жидкости. [c.17] При рассмотрении вопроса о силах, действующих на молекулу жидкости, мы, казалось бы, упустили из виду газ, который должен окружать жидкость и твердое тело. Дело в том, что среднее расстояние между молекулами газа и жидкости велико по сравнению с межмолекулярным расстоянием в жидкости и твердом теле, а, следовательно, адгезионные силы газ-жидкость малы по сравнению с когезионными в жидкости, и мы ими пренебрегаем. Поверхность жидкости, граничащую с газом, будем в дальнейшем называть свободной поверхностью. [c.17] На рис. 1.13 цифрой 1 обозначены проволочные каркасы, цифрой 2 — мыльная пленка между ними. Кстати, здесь форма поверхности как раз удовлетворяет минимальности ее площади (см. следующий параграф). Давление, рассчитываемое по (1.15) или (1.16), называется капиллярным или лапласовским давлением. [c.20] Формулу (1.16) следует прокомментировать, чтобы в дальнейшем не было неясностей. Для этого рассмотрим искривленную поверхность служащую границей раздела сред 1 и 2 (рис. 1.14). [c.20] Вернуться к основной статье