Элементы физики поверхностных явлений, адгезия

1. Причинами возникновения поверхностного натяжения являются:

a) различие температур граничащих сред;

b) различие плотности граничащих сред;

c) различие величин сил взаимодействия молекул на границе раздела двух сред по сравнению с силами взаимодействия молекул внутри каждой из сред;

d) различие потенциальной энергии молекул поверхностного слоя на границе раздела двух сред и внутри среды;

e) различие скоростей движения молекул граничащих сред.

Молекулы, расположенные вблизи поверхности раздела, в тонком поверхностном слое находятся в условиях, отличных от условий внутри среды. На каждую молекулу внутри среды, например жидкости, действуют молекулярные силы притяжения со стороны соседних молекул, окружающих ее со всех сторон. Результирующая этих сил равна нулю. Молекулы, находящиеся на поверхности, притягиваются только молекулами, находящимися внутри жидкости, поэтому результирующая этих сил отлична от нуля. Это влияет на характер взаимодействия каждой из них со своим окружением и приводит к тому, что потенциальная энергия молекул в поверхностном слое больше их потенциальной энергии внутри среды.

2. При нагревании жидкости поверхностное натяжение:

a) увеличивается;

b) не изменяется;

c) уменьшается.

При повышении температуры жидкости кинетическая энергия молекул увеличивается, при этом силы межмолекулярного взаимодействия между ними уменьшаются. В результате уменьшается поверхностная энергия U_пов и поверхностное натяжение , так как U_пов = S (S – площадь свободной поверхности жидкости).

3. Оптимальная концентрация ортофосфорной кислоты для травления эмали составляет:

a) 10 – 20%;

b) 20 – 30%;

c) 40 – 45%;

d) 30 – 37%.

Травящий раствор позволяет придать поверхности эмали определенную шероховатость в виде пор, канавок, бороздок за счет растворения эмалевых призм на глубину примерно 40 мкм. Травящий раствор представляет собой 30 – 37% водный раствор ортофосфорной кислоты. Это оптимальная концентрация, подобранная в результате многочисленных экспериментов. Более концентрированный раствор кислоты приводит к повреждению здоровых тканей зуба.

4. При препарировании зуба на поверхности дентина образуется слой, препятствующий образованию гибридной зоны, который называется:

a) адгезионным;

b) смазанным;

c) кислотным;

d) щелочным.

После препарирования на поверхности дентина образуется так называемый «смазанный слой», представляющий собой пленку толщиной 2 – 5 мкм, состоящую из микрочастиц зубной ткани, образующихся при высверливании зуба.

5. Установите соответствие между видом смачивания и краевым углом θ:

Полное смачивание		a) θ = 0
Полное несмачивание		b) 00 < θ < 90
Сильное смачивание		c) 900 < θ < 180
Слабое смачивание		d) θ = 180

Возможны следующие случаи:

1. Полное смачивание θ = 0° — растекание жидкости по поверхности субстрата до монослоя (например, бензин или нефть на поверхности воды).

2. Сильное смачивание 0° < θ < 90° (например, спирт на полированном столе).

3. Слабое смачивание 90° < θ < 180° (например, капелька воды на тефлоновой сковородке).

4. Полное несмачивание θ = 180° (например, шарик ртути на тщательно очищенной и отполированной поверхности металла).

6. Если вода полностью смачивает капилляр радиусом r = 1,5 мм, то она поднимется в нем на высоту …. мм (коэффициент поверхностного натяжения  = 75 мН/м; g = 10 м/с²; плотность воды равна 10³ кг/м³).

Высота подъема жидкости в капилляре определяется формулой: . Подставив в эту формулу данные из условия задачи, произведем расчет.