Причини утворення поверхневого шару рідини

Кожна молекула, розміщена всередині об’єму рідини, рівномірно оточена сусідніми молекулами і взаємодіє з ними, а рівнодійна цих сил дорівнює нулю. В поверхневому шарі в наслідок неоднорідності оточення на молекулу діє сила R, не скомпенсована силами з боку інших молекул рідини. Внаслідок цього рідина в поверхневому шарі перебуває в розтягнутому напруженому стані. Густина рідини в цьому шарі менша, ніж усередині. Молекули поверхневого шару перебувають на більших відстанях одна від одної, ніж молекули всередині рідини, тому їх потенціальна енергія більша, ніж в інших молеку

2. Сила поверхневого натягу спрямована по дотичній до поверхні рідини, перпендикулярно до ділянки контура, на який вона діє і пропорційна довжині цієї ділянки.

Коефіцієнт пропорційності γ - сила, яка припадає на одиницю довжини контуру - називається коефіцієнтом поверхневого натягу. Він вимірюється в (ньютонах на метр) Н/м.Але більш правильно дати визначення поверхневого натягу, як енергії (Дж) на розрив одиниці поверхні (м).

Відношення поверхневої енергії Un будь-якої частини поверхні рідини до площі S цієї поверхні називається коефіцієнтом поверхневого натягу

Явище виникнення сил, що перешкоджають збільшенню площі вільної поверхні рідини:

l – довжина границі поверхневого шару,

α – коефіцієнт поверхневого натягу,

F – сила поверхневого натягу.

3. Енергетичне (термодинамічне) визначення: поверхневий натяг - це питома робота збільшення поверхні при її розтягуванні за умови сталості температури.

Силове (механічне) визначення: поверхневий натяг - це сила, що діє на одиницю довжини лінії, яка обмежує поверхню рідини.

4. Явища піднімання чи опускання рідини по тоненьких трубках-капілярах

називаються капілярними.

- Якщо сили притягання між молекулами рідини і твердого тіла більші ніж сили

притягання між самими молекулами рідини, то рідина змочує поверхню твердого тіла.

Якщо капіляр змочується рідиною, то в ньому утворюється вгнутий меніск і тиск

на рідину стає меншим, ніж у широкій посудині. Тому рідина переходить у капіляр і

піднімається в ньому, доки надвишок гідростатичного тиску не компенсує зменшення

тиску під угнутим меніском, тобто доки не настане рівність

- Якщо сили притягання між самими молекулами рідини більші, ніж сили притягання

між молекулами рідини і твердого тіла, то рідина не змочує поверхню твердого тіла.

Якщо капіляр не змочується рідиною, то в ньому утворюється опуклий меніск і

тиск на рідину стає більшим, ніж у широкій посудині. Тому рівень рідини в капілярі

знижується доти, доки надвишок гідростатичного тиску в широкій посудині не компенсує

додаткового тиску під опуклим меніском у капілярі.

5. Розрахунок висоти підняття рідини в капілярі