35. Условия равновесия на границе жидкость—жидкость.
Явления, которые возникают на границе двух несмешивающихся жидкостей, определяются силами поверхностного натяжения. Хорошо известно, что разные жидкости ведут себя по-разному. Так, капля масла, помещенная на поверхность воды, принимает форму линзы, а капля бензина растекается на поверхности воды, образуя очень тонкую пленку. Пусть имеем границу трех сред: жидкость 1 граничит с жидкостью 2, жидкости 1 и 2 граничат со средой 3, которая представляет собой смесь воздуха и паров жидкостей 1 и 2. Рис 1
Рассмотрим
случай, когда капля жидкости 2 под
действием силы тяжести втягивается в
жидкость 1, приобретая форму линзы
(рис.1). Граница соприкосновения трех
сред представляет собой окружность. На
каждый элемент длины Δl
этой окружности действуют три силы:
Все
эти силы направлены по касательным к
поверхностям соприкосновения граничащих
сред:
–
коэффициенты поверхностного натяжения
на соответствующих границах раздела.
Поскольку газовые среды оказывают
слабое влияние на поверхностное натяжение
граничащей с ними жидкости, то можно
приблизительно считать, что 
и 
.Капля
жидкости 2 будет находиться в равновесии
при условии, что все действующие на нее
силы друг друга взаимно уравновешивают.
Спроектировав все действующие на каплю
2 силы на горизонтальное и вертикальное
направления, получаем: 
Используя
выражения 
,равенства 
можно
представить в виде:
Возведя в квадрат последние соотношения
и сложив их, получаем:
Используя обозначение 
,
равенство 
можно записать в виде: 
Полученное
равенство показывает, что угол θ
определяется значениями коэффициентов
поверхностного натяжения, то есть, в
конечном счете, силами молекулярного
взаимодействия между молекулами каждой
жидкости и молекулами граничащих с ней
сред.
Очевидно,
что при некотором соотношении между
может возникнуть ситуация, при которой
cosθ окажется равным единице. Это означает,
что угол θ равен нулю. Значение краевого
угла θ = 0 соответствует условию, при
котором жидкость 2 растекается по
поверхности жидкости 1 в виде очень
тонкой пленки. В этом случае принято
говорить, что жидкость 2 полностью
смачивает жидкость 1. Таким образом,
полное смачивание наблюдается при
выполнении условия 
В
том случае, когда выполняется неравенство
капля
жидкости 2 на поверхности жидкости 1
будет стягиваться до тех пор, пока не
наступит ситуация, соответствующая
выполнению условия 
то
условие определяет положение жидкости
2 на поверхности жидкости 1 в виде
двояковыпуклой линзы, как это представлено
на рис. 1.
36. Силы поверхностного натяжения. Давление под искривлённой поверхностью.
(Про силы поверхностного натяжения смотреть в конце вопроса 33)
37. Капиллярные явления.
Если размеры сосуда, в котором находится жидкость, или, если расстояние между поверхностью, ограниченной жидкостью, сравнимы с радиусом кривизны поверхности жидкости, то такие сосуды называются капиллярными. Явления происходящие в таких сосудах называется капиллярными. КАПИЛЛЯРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ, поверхностные явления на границе жидкости с др. средой, связанные с искривлением ее поверхности.
