Сила поверхностная нормальная

Силы поверхностного натяжения оказывают на жидкость дополнительное давление, нормальное к ее поверхности, величина которого определяется уравнением Лапласа [c.30]

Существование избытка (сгущения) свободной энергии на границе раздела фаз в поверхностном слое может быть доказано различными способами. Так, равнодействующая сил взаимодействия молекулы в глубине жидкой фазы с окружающими молекулами равна нулю — вследствие симметрии силового поля. На границе раздела с газом, силы межмолекулярного взаимодействия с жидкой фазой больше, чем с газообразной поэтому равнодействующая сил направлена нормально к поверхности в сторону жидкой [c.50]

Существование избытка (сгущения) свободной энергии на границе раздела фаз в поверхностном слое может быть доказано различными способами. Так, средние во времени значения равнодействующей сил взаимодействия молекулы в глубине жидкой фазы с окружающими молекулами равны нулю — вследствие симметрии силового поля. На границе раздела с газом силы взаимодействия поверхностных молекул с жидкой фазой больше, чем с газообразной, поэтому равнодействующая сил направлена нормально к поверхности в сторону жидкой фазы. Процесс увеличения площади поверхности (при постоянном объеме) выводит молекулы из объемной фазы в поверхностный слой, совершая при этом работу против межмолекулярных сил. Эта работа в изотермических условиях равна увеличению свободной поверхностной энергии. Точно так же к увеличению свободной энергии приводит работа разрыва связей при дроблении твердых тел, сопровождающаяся увеличением поверхности раздела. Подобные выводы об увеличении свободной энергии с ростом площади поверхности могут быть обобщены для любой границы раздела фаз. [c.45]

Тупиковый капилляр имеет открытый доступ только с одной стороны. Поэтому заполнение тупикового капилляра отличается тем, что паровоздушная смесь, запертая в тупиковом конце, ограничивает глубину проникновения пенетранта или другой жидкости. Рассмотрим заполнение тупикового капилляра на примере индикаторной жидкости. Когда пенетрант приходит в контакт с тупиковой капиллярной несплошностью (трещиной), вначале она быстро, благодаря силам поверхностного натяжения, заполняется индикаторной жидкостью на глубину /] (рис. 3.9). Но затем этот процесс существенно замедляется, по мере увеличения противодействия -давления внутри тупикового конца. Когда капиллярное давление жидкости сравняется с давлением защемленной парогазовой смеси внутри, считают, что процесс заполнения переходит из капиллярной стадии в диффузионную, когда сжатый в полости дефекта воздух постепенно растворяется в пенетранте и диффундирует наружу к устью дефекта. Учитывая, что растворимость воздуха в жидкостях при нормальных условиях невелика, диффузион- [c.610]

Для объяснения первого вида разрыва применялась приближенная теория, основанная па идее, что разрыв происходит тогда, когда нормальное электрическое напряжение не может быть уравновешено силами поверхностного натяжения [1]. В свете изложенной нами теории [c.323]

При кратковременном действии статических сил, при нормальных температурах, поверхностно-активные среды не влияют на механические характеристики металлов. Мы определяли предел прочности и текучести, относительное удлинение и поперечное сужение как отожженной, так и закаленной стали 45 в воздухе и в масле марки МС, активированном 2% олеиновой кислоты, причем полученные в обеих этих средах результаты практически не отличались друг от друга. [c.50]

Рем, вызывающая растекание расплава (р-ра) по поверхности фильеры сила поверхностного натяжения прядильной жидкости / пов) в также нормальная / нор и касательная составляющие гидродинамич. [c.375]

В гидравлике приходится иметь дело, главным образом, с тремя видами сил массовыми (силой тяжести), поверхностными (нормальной силой давления) и касательными силами трения. В каждом отдельном случае главную роль играет одна из перечисленных сил. [c.64]

Рассмотрим систему, в которой < 0. В такой системе в основной массе жидкости поверхностное натяжение ниже, чем у границы раздела. Вихрь, поступивший к поверхности, переносит с собою жидкость, имеющую более высокое значение содержания летучего х и более низкую температуру. Однако изменение концентрации более существенно влияет на поверхностное натяжение, нежели изменение температуры, поэтому можно ожидать, что жидкость, поступившая изнутри, должна обладать более низким поверхностным натяжением, чем та, которую она заменяет. Локальное изменение концентраций будет, следовательно, приводить к небалансу сил поверхностного натяжения. В результате этого жидкость с более низким поверхностным натяжением будет рассеиваться у поверхности раздела и вызывать конвективные токи, которые усилят нормальный механизм обновления поверхности и увеличат коэффициент массопередачи. [c.11]

На поверхности раздела фаз в рассматриваемой системе жидкость может двигаться с практически любой скоростью. Движение жидкости в направлении, нормальном к поверхности раздела фаз, затухает по мере приближения к этой поверхности вследствие действия сил поверхностного натяжения. Подвижность жидкости на поверхности пузыря приводит к тому, что сопротивление, испытываемое пузырем при его всплывании, в 1,5 раза меньше, чем при движении твердых шариков с той же скоростью. Скорость падения твердых шариков при значениях критерия Рейнольдса порядка единицы подчиняется закону Стокса [c.368]

Поверхностные нормальные силы [c.15]

Из хода рассуждения следует, что первый член левой части этого уравнения отражает влияние поверхностных нормальных сил (Р), второй — поверхностных касательных (вязкостных) сил, создающих трение Т), третий—силу тяжести (G). [c.17]

Методика получения критериев подобия позволяет выявить их физический смысл. Критерий Эйлера был получен делением членов Р и Д. Следовательно, он выражает меру отношения поверхностных нормальных сил к силам инерционным. [c.35]

Первый член выражает действие поверхностных нормальных сил на 1 объема потока, второй член, содержащий массу и ускорение, — силу инерции. [c.36]

Как известно, вынужденное движение возникает под действием внешнего побудителя (насоса, вентилятора, дымовой трубы и т. п.). Внутри самого потока нет причин, которые могли бы вызвать движение. При движении в горизонтальных каналах действие силы тяжести отсутствует. В дальнейшем рассматривается ламинарное движение вязкостного потока в горизонтальном трубопроводе. В этих условиях на поток будут действовать поверхностные нормальные, касательные и инерционные силы. [c.67]

В гидродинамике доказывается, что раснределение поверхностных нормальных сил полностью определяется распределением скоростей. Уравнение Навье-Стокса связывает гг и р, но распределение давлений р подчиняется распределению скоростей 1р, которое развивается по своим законам. Это положение известно под названием условия динамической возможности движения. [c.67]

На элемент жидкости могут действовать два типа сил поверхностные силы и внешние силы. Внешние силы — это силы, действующие на расстоянии, например гравитационные, электростатические и магнитные силы. Поверхностные силы возникают в результате непосредственного воздействия жидкости через гра-ницу. Например, гидростатическое давление действует нормально на любую поверхность, а течение вязкой жидкости, параллельное поверхности, порождает силу, действующую вдоль нее. Обозначая действующую на элемент равнодействующую внешних сил вектором G, а равнодействующую поверхностных сил — вектором F, уравнение движения можно записать в виде [c.420]

Установка термометра связана с перенесением недостающего количества ртути из запасного резервуара в рабочую часть термометра. Для этого термометр перевертывают запасным резервуаром вниз и, встряхнув его, переводят часть ртути из нижней части резервуара в верхнюю, к капилляру, где она, при осторожном возвращении термометра в нормальное положение, удерживается силами поверхностного натяжения. Затем нагреванием щарика термометра (рукой или в бане) вызывают соединение ртутного столбика термометра со ртутью, прилегающей к верхней части капилляра. После этого термометр погружают в баню с температурой на 2—3° выше температуры замерзания растворителя (в случае подготовки термометра для криоскопических измерений). [c.41]

При формировании капля сначала нарастает х большой скоростью, затем скорость уменьшается (рис. 5, а). Силы поверхностного натяжения в ртути достаточно велики и удерживают каплю до тех пор, пока ее вес не станет больше действия этих сил. Поверхностное натяжение зависит от среды, в которую помещают РКЭ, и от поляризующего напряжения на ИЭ. При плюсовых напряжениях ртуть растворяется и почти непрерывным потоком выливается из капилляра. В области нулевого напряжения начинает формироваться нормальная капля, период которой примерно соответствует периоду жизни капли при отключенном напряжении. По мере увеличения на ИЭ отрицательного напряжения т уменьшается (рис. 5,6), достигая примерно половины значения при =(— 1) ( — 2) В. В аммиачных растворах при дальнейшем увеличении напряжения наблюдается вспучивание ртути до пенообразного состояния. В щелочных растворах силы поверхностного натяжения меньше, чем в кислых и [c.10]

Силы вязкости или внутреннего трения относятся к поверхностным силам, действующим внутри жидкости. Поверхностными силами называются силы, непрерывно распределенные по поверхности площади действия в жидкости и пропорциональные величине этой площади. Они разделяются на силы давления — нормальные к поверхности действия и внутреннего трения — касательные к поверхности действия. [c.14]

Всегда следует обращать внимание на то, чтобы формы менисков в шейке водолаза были правильными. Нормальная полусферическая форма мениска указывает на хорошее смачивание поверхности стекла жидкостью искривленный мениск всегда свидетельствует о том, что водолаз не находится в состоянии равновесия, поскольку силы поверхностного натяжения препятствуют возможности свободного изменения объема газа внутри водолаза. Поэтому в случае искривления мениска водолаз следует несколько раз утопить и снова возвратить в состояние равновесия до тех пор, пока мениск не примет нормальную форму. [c.287]

Исследуя сорбцию воды солями и удобрениями, авторы [253] пришли к выводу, что воспроизводимые результаты по определению гигроскопических точек различных удобрений могут быть получены при влажности испытуемых образцов равной так называемой критической влажности (1 кр) — рис. V-2. Значение соответствует, как видно из рис. V-2, критическим значениям влажности газовой фазы (фкр). В точке W=Wgp и ф=фкр толщина слоя сорбционной фазы достигает такой величины, что силы поверхностного взаимодействия не способны удерживать гидратированные ионы солей в узлах кристаллической решетки твердого раствора, н на его поверхности образуется жидкая фаза, которая, однако, еще находится в поле действия поверхностных сил, в связи с чем отличается по концентрации, вязкости и давлению паров от нормального насыщенного раствора. [c.171]

Для увеличения эффекта ультразвукового воздействия рекомендуется повышать статическое давление в растворах так, чтобы суммарное значение статического давления н сил поверхностного натяжения было меньше приложенного звукового давления. Путем подбора оптимального соотношения между указанными величинами можно усилить эффект кавитационного воздействия на один-два порядка. Введение ультразвуковых колебаний в жидкость, находящуюся под повышенным статическим давлением, приводит также к возникновению турбулентных движений и гидродинамических потоков, более интенсивных, чем при нормальном давлении. Это также способствует увеличению эффектов, производимых ультразвуковыми колебаниями. Кривые зависимости максимального давления, развиваемого в жидкости при прохождении ультразвука, и эрозионного разрушения испытуемых образцов от статического давления имеют четко выраженные максимумы и для водных растворов находятся в пределах 4-10 — 6-Ю н м (4—6 ат). [c.8]

В СИ поверхностное натяжение измеряется в Н/м. Силы поверхностного натяжения создают на жидкость дополнительное давление, нормальное к ее поверхности, величина которого определяется уравнением Лапласа [c.23]

Перед проведением опыта необходимо термометр установить таким образом, чтобы ртуть при температуре опыта находилась в пределах его шкалы. Для того чтобы установить термометр, надо соединить ртуть обоих резервуаров 1 и 4. Термометр переворачивают дополнительным резервуаром 4 вниз и встряхивают. Ртуть в резервуаре 4 должна частично перейти к соединительному капилляру где она, при осторожном возвращении термометра в нормальное положение, удерживается силами поверхностного натяжения. Нагревая термометр (рукой или на водяной бане), соединяют ртуть основного и дополнительного резервуаров. Термометр помещают в водяную баню, температура которой на 5—6 градусов выше температуры кало- [c.117]

Перед проведением опыта необходимо термометр установить таким образом, чтобы ртуть при температуре опыта находилась в пределах шкалы термометра. Для того, чтобы установить термометр, необходимо соединить ртуть обоих резервуаров 1 т 4. Термометр переворачивают дополнительным резервуаром 4 вниз и встряхивают. Ртуть в резервуаре 4 должна перейти к соединительному капилляру, где она, при осторожном возвращении термометра в нормаЛьное положение, удерживается силами поверхностного натяжения. Нагревая термометр (рукой или на водяной бане), соединяют ртуть основного и дополнительного резервуаров. Термометр помещают в водяную баню, температура которой на 2—3 К выше температуры калориметрической жидкости, если изучаемый процесс будет эндотермическим, и на 5—6 К выше, если изучаемый процесс будет экзотермическим. Через 2—3 мин термометр вынимают из бани и берут в правую руку, как это показано на рис. 49. Резко ударяют верхней частью термометра по большому пальцу левой руки. Столбик ртути должен" разорваться в месте соединения капилляра с дополнительным резервуаром 4. После этого термометр Бекмана помещают в калориметр. [c.126]

Поверхностное натяжение. Внутримолекулярные силы проявляются внутри воды в виде сил сцепления, а на свободной поверхности— в виде сил прилипания. Первые обусловливают вязкость, вторые — поверхностное натяжение. На свободной поверхности межмолекулярные силы стремятся втянуть все молекулы во внутрь жидкости и уменьшить свободную поверхность. В результате этого возникает сила поверхностного натяжения, направленная нормально к поверхности воды. Коэффициент поверхностного натяжения изменяется от 7,13-10" до 7,65-10 Н/м (от 71,32 до 76,52 дин/см) в зависимости от температуры и солености. С ним связано образование первичных капиллярных волн на поверхности озер, морей и океанов. [c.15]

Условие равенства скачка нормальных напряжений избыточному давлению за счет действия сил поверхностного натяжения [c.47]

Поступательный поток. При малых числах Рейнольдса и Вебера осесимметричная задача о медленном поступательном движении капли с установившейся скоростью Ц в покоящейся жидкости исследовалась в [310]. Считалось выполненным условие Уе = О(Ке ). Для определения деформации поверхности капли использовалось условие равенства скачка нормальных напряжений избыточному давлению, обусловленному силами поверхностного натяжения. Было показано, что капля имеет форму сплюснутого (в направлении движения) эллипсоида вращения с отношением большой и малой полуоси, равным [c.82]

На выделенный поток действуют массовые и поверхностные силы. Вследствие осевой симметрии момент массовых сил относительно оси равен нулю. Нормальные составляющие поверхностных сил, действующих на плоскости О, параллельны оси, а на поверхности 2 проходят через ось. Поэтому они не создают крутящего момента. [c.35]

Опытами установлено, что капиллярное притяжение изменяется с увеличением температуры, а следовательно, и с глубиной. При геотермическом градиенте, равном 30 л на 1° С, приблизительно на глубине в 5 тыс. м сила капиллярного притяжения уменьшится на половину в своей величине, а так как по данным ряда исследователей, например Д. В. Голубятникова, относящимся к Би-би-Эйбату, во многих нефтяных месторождениях геотермический градиент в два раза меньше нормального (для Биби-Эйбата он равен 12 м на 1° С), то указанное уменьшение произойдет в ряде случаев еще на меньшей глубине, примерно на глубине вЗ—4тыс. м. Кроме того, нужно принять во внимание, что поверхностное натяжение нефти с увеличением температуры падает медленнее, чем у воды, следовательно, на некоторой глубине силы поверхностного натяжения воды и нефти могут сравняться. У Эммонса указывается, что это произойдет на глубине 4—5 тыс. м и что на больших глубинах нефть в глинах и сланцах может находиться в диффузном состоянии, если только она не была вытеснена оттуда в пески в более ранний геологический период, когда соответствующие пласты могли залегать на меньшей глубине от земной поверхности, или же если нефть не была выжата силою давления. [c.189]

Если тонкую стеклянную пластинку, подвешенную к спиральной пружинке, привести в соприкосновение с поверхностью жидкости, то планстинка быстро втягивается в жидкость и пружинка удлиняется. Втягивание пластинки обусловлено силой поверхностного натяжения, действующей по периметру пластинки (рис. 29). При краевом угле 0 на единицу длины периметра смачивания действует нормальная составляющая силы поверхностного натяжения а os 0. Если длина периметра смачивания равна р, то полная втягивающая сила равна ар os в. [c.95]

Остается еще объяснить повышение объема пор, которое происходит при еще более низких значениях pH. Почти нет сомнений, что гели, образуемые при pH <5, фактически содержат еще меньшие по размеру частицы. Однако это не выявляется при измерениях удельной поверхности методом БЭТ, которая остается примерно равной 800—850 м /г для силикагелей, образованных при более низких pH. Это может быть объяснено тем, что при измерениях методом БЭТ происходит потеря площади вокруг точек контакта постепенно уменьшающихся частиц (см. выше раздел по характеристикам силикагелей). Таким образом, истинная поверхность силикагеля может непрерывно увеличиваться, но она не может быть полностью измерена по адсорбции азота. Однако всевозрастающий объем пор силикагелей, приготовленных при более низких pH, оказывается реальным явлением, хотя и не легко объяснимым. Вероятно, что, по мере того как диаметр частиц еще понижается (от 3,5 до 1—2 нм), все более усиливается коалесценция, и увеличение прочности на сжатие оказывается большим, чем те смещения, которые возникают за счет возрастающих сил поверхностного натяжения, когда поры становятся более мелкими. Как раз при pH 3,4 Оккерс измерил радиус пор, оказавшийся равным только 10 А. Вода в подобных порах фактически не имеет более своих нормальных свойств, поэтому поверхностное натяжение может оказаться меньшим, чем предполагается, из-за сильного молекулярного притяжения со стороны стенок пор. [c.719]

Пленка электролита в зоне трехфазной границы получает подвижность в иаправ-леипи к газу за счет сил поверхностного натяжения, граднент которых появляется за счет возникновения градиента концентрации. Поверхностное натяжение для раствора КОН увеличивается с увеличением концентрации u a/a =2,4-10 Н м Х Хмоль 1 при 18°С в диапазоне 3 М<С<12,5 М. Известно, что достаточно очень небольшого градиента поверхностного натяжения, чтобы вызвать заметное движение тонких пленок. Учитывая то, что внутренняя поверхность порового пространства активного слоя электрода представляет собой мозаичную структуру из гидрофильных гранул катализатора и гидрофобных участков пластмассового связующего, можно предположить, что в некоторых местах складываются условия для дробления пленок на отдельные мелкие (первичные) капли электролита. Поскольку этот процесс идет непрерывно, то первичные капли агрегатируются в более крупные, положение которых внутри активного слоя определяется как результат взаимодействия отдельных капиллярных сил ограничивающих их менисков электролита. Часть этого электролита должна возвращаться в основной его объем (в нормально смоченную зону электрода), а другая может выходить на газовую сторону. Очевидно, что интенсивность этого процесса определяется скоростью генерации первичных капель и соотношением гидрофильных и гидрофобных поверхностей в структуре активного слоя электрода. Количественное описание предложенного механизма процесса промокания представляет определенные трудности, однако развитые модельные представления не только качественно хорошо согласуются со всей суммой экспериментально наблюдаемых фактов, но и позволили разработать электроды, в которых этот процесс локализован в активном слое и не оказывается на функциональной работоспособности. [c.170]

Закс [586] тоже подвергает сомнению правильность выводов, сделанных из экспериментов с использованием индикаторов. Он помещал никелевые и медные индикаторы в виде электролитических осадков и проволочек различной толщнны на поверхность образцов мягкой стали, окислявшихся впоследствии при 900° С. Оказалось, что в процессе окисления толстые проволочки (диаметром 0,12—0,20 см) перемещались наружу, электролитические осадки очень малой толщины смещались внутрь, а индикаторы промежуточной толщины (проволочки диаметром 0,02 СЛ1) занимали среднее положение. Медные индикаторы перемещались вглубь дальше, чем Н1П<елевые, Закс разумно объясняет экспериментальные результаты, достигнутые с крупными индикаторами, тем, что последние мешают нормальной диффузии. Окислу их труднее покрыть, поэтому такие индггкаторы выталкиваюся наружу вследствие боковой диффузии под ними. Менее убедительно объясняет Закс, как происходит перемещение очень тонких индикаторов. Он ошибочно полагает, что Т ндн-катор растворяется в ш-л слс (эк п"о,- тс вп жнс) и диффундирует к поверхности раздела металл — окисел, где он оседает в виде чешуек, а это невероятно, потому что предполагает диффузию в направлении против градиента концентрации катионов. Очень тонкие индикаторы либо удерживаются на поверхности металла силами поверхностного натяжения, либо действительно перемещаются (тонкие проволочки тоже движутся пол действием тех или иных механических сил). [c.232]

Для интенсификации процесса фильтрации эмалей, лаков и смол нужно не допускать коагуляции и образования пленок и подбирать заряженные частицы так, чтобы они существенно ослабляли силы поверхностного натяжения. С этой целью картон и намывной слой, состоящий из нескольких компонентов, следует предварительно подвергать воздействию заряженных частиц или квантов соответствующих энергий такому же воздействию должен быть подвергнут и фильтруемый материал. Действием заряженных частиц и квантов энергии можно довести пленку до полного ее разрушения и, наложив на систему электрическое поле, отвести ассоциированные комплексы, состоящие из частиц пленки, в специальные отсеки фильтраппарата (в процессе транспортировки дисперсной среды из одного объема в другой). Очистка отсеков фильтраппарата от отходов несложна. Такой процесс фильтрации является непрерывным и может протекать при низких или нормальных температурах. [c.219]

В области ft>50% прямоугольных изотерм, как правило, не наблюдается, кривые на графиках полого возрастают во всем интервале 50<(р 100%. Это соответствует хорошо известному факту, что свойства воды и растворов существенно изменяются под действием поверхностных сил [118—120]. Поскольку на поверхности твердого вещества образуется фаза переменного состава, где концентрация воды постепенно увеличивается в направлении от центра зерна к поверхности от W=Wo до W=Wnon (где Fnoa—содержание воды в слое на границе конденсированной и газообразной фаз), по мере увеличения ф давление водяного пара над образцом постепенно приближается к давлению пара над насыщенным раствором. В точке и ф = фкр толщина слоя сорбционной фазы достигает такой величины, что силы поверхностного взаимодействия не способны удерживать гидратированные ионы солей в узлах кристаллической решетки твердого раствора, и на его поверхности образуется жидкая фаза, которая, однако, еще находится в поле действия поверхностных сил и, в связи с этим, отличается и по концентрации, и по давлению паров, и по вязкости от нормального насыщенного раствора (табл. 4,3). [c.94]

При по ыщенир температуры вещество расщиряется, ослабляются силы взаимного притяжения между молекулами внутри вещества и в поверхностном слое. Поэтому с повышением температуры поверхностное натяжение уменьшается. При температурах более высоких, чем нормальная температура кипения данной жидкости, поверхностное натяжение измеряют уже не при атмосферном давлении, а при давлении насыщенного пара. Если результаты измерений представить графически, отложив поверхностное натяжение как функцию температуры (рис. 128), то зависимость для многих веществ оказывается линейной, почти вплоть до критической температуры, при которой поверхностное натяжение становится равным нулю, так как исчезает различие между жидкостью и паром. Основываясь на линейном уменьщении поверхностного натяжения с повышением температуры, Менделеев установил (1860) существование такой температуры, при которой поверхностное натяжение становится равным нулю. Выще этой температуры вещество уже не может находиться в жидком состоянии. Эту температуру Менделеев назвал температурой абсолютного кипения (позднее ее стали называть критической температурой). [c.357]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология