17.Поверхностная энергия и натяжение. Капиллярные явления.
Молекулы
поверхностного слоя жидкости обладают дополнительной потенциальной энергией по
сравнению с молекулами внутри жидкости. Эту энергию называют поверхностной
энергией. Величина поверхностной энергии тем больше, чем больше площадь
свободной поверхности
.
Единицей
коэффициента поверхностного натяжения в СИ является джоуль на квадратный метр
(Дж/м2).
Поверхностное натяжение
Равнодействующая
сил, действующих на все молекулы, находящиеся на границе свободной поверхности,
и есть сила поверхностного натяжения. В целом она действует так, что
стремится сократить поверхность жидкости.
.
Согласно этой формуле единицей коэффициента
поверхностного натяжения в СИ является ньютон на метр (Н/м).
Коэффициент поверхностного натяжения σ численно равен силе поверхностного натяжения,
действующей на единицу длины границы свободной поверхности жидкости.
Коэффициент поверхностного натяжения зависит от природы жидкости, от
температуры и от наличия примесей. При увеличении температуры он уменьшается.
Капиллярные явления, физические явления, обусловленные действием
поверхностного натяжения на границе раздела несмешивающихся сред. К К. я. относят обычно явления в жидких средах, вызванные
искривлением их поверхности, граничащей с др. жидкостью, газом или собственным
паром. Искривление поверхности ведёт к появлению в жидкости дополнительного
капиллярного давления Dp, величина которого
связана со средней кривизной r поверхности
уравнением Лапласа: Dp = p1 — p2. = 2s12/r, где (s12 — поверхностное натяжение на
границе двух сред; p1 и p2 — давления в
жидкости 1 и контактирующей с ней среде.