Опорный конспект "Молекулярная физика. Поверхностные и капиллярные явления"

Молекулярная физика.

             Поверхностные и капиллярные явления.

1.Любая молекула в пограничном слое притягивается  молекулами, находящимися внутри жидкости.       2 .В результате появляется равнодействующая сила,  направленная вглубь жидкости.         

3.Чтобы переместить некоторое количество молекул из  глубины жидкости на поверхность (т.е. увеличить площадь  поверхности жидкости), надо затратить положительную работу  внешних сил Aвнеш, пропорциональную изменению S площади  поверхности.

Следовательно, частицы поверхностного слоя обла         дают избыточной потенциальной энергией, которую называют поверхностной энергией.                       

Авнеш Епов

Е_пов  S

Е  пов S

 Коэффициент поверхностного натяжения

А  внеш S

 равен энергии или работе, необувеличения площади поверхности жидкости при ходимой для  постоянной температуре на единицу.

  Джм2 

          Равновесным состояниям системы соответствует  минимальное значение ее потенциальной энергии.

 Следовательно свободная поверхность жидкости стремится

 ^{сократить свою площадь.}По этой причине свободная капля жидкости принимает   шарообразную форму. 

 _{поверхности действуют силы, сокращающие (стягивающие) эту} Жидкость ведет себя так, как будто по касательной к ее  поверхность. 

                     Эти силы называются силами поверхностного натяжения.

Сила поверхностного натяжения- сила, которая действует вдоль поверхности жидкости перпендикулярно линии, ограничивающей эту поверхность, и стремиться сократить ее до  минимума.           

Коэффициент поверхностного натяжения         показывает, какая  сила действует на единицу длины границы поверхности жидкости.        

 Коэффициент поверхностного натяжения зависит от  природы граничащих сред, примесей и температуры.            

        При Т=Т кр    σ =0 

                                Смачивание.

          Если силы взаимодействия между молекулами жидкости  превосходят силы их взаимодействия с молекулами твердого тела, то краевой угол θ оказывается тупым  В этом случае говорят, что жидкость не смачивает поверхность твердого тела.

При полном смачивании θ = 0, 

При полном несмачивании θ = 180°. 

Избыточное давление под искривленной  поверхностью.  (давление Лапласа)

 

          Если центр кривизны нормального сечения мениска  находится под его поверхностью, то соответствующий радиус кривизны является положительной величиной. 

          В случае, когда центр кривизны находится над поверхностью  мениска, R – отрицательно. 

            Отсюда следует, что под выпуклой поверхностью мениска

 давление Лапласа положительно (оно добавляется к атмосферному давлению Р₀), под вогнутой поверхностью  мениска давление Лапласа отрицательно (оно меньше  атмосферного давления Р₀ на величину Р_Л).