15. Явления на границе жидкости и твердого тела. Капиллярные явления.

На границе раздела двух сред поверхностная энергия вещества зависит не только от свойств данного вещества, но и от свойств того вещества, с которым она имеет общую границу. На границе раздела двух веществ следует рассматривать суммарную поверхностную энергию двух веществ с общей границей.

Если граничат сразу три вещества - твердое тело, жидкость и газ - то вся система приобретает конфигурации, которая соответствует минимуму суммарной поверхностной энергии. Контур, по которому разграничиваются все три вещества, располагается на поверхности твердого тела так, что сумма проекций всех приложенных к каждому элементу контура сил поверхностного натяжения на направление, вдоль которого элемент контура может перемещаться (по касательной к поверхности твердого тела) равна нулю.

Капиллярные явления - физические явления, обусловленные действием поверхностного натяжения на границе раздела несмешивающихся сред. К капиллярным явлениям 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 (фазе).

Капиллярные явления охватывают различные случаи равновесия и движения поверхности жидкости под действием межмолекулярных сил и внешних сил (в первую очередь силы тяжести).

16. Кристаллические и аморфные твердые тела. Строение и симметрия кристаллов. Дефекты кристаллических решеток. Пластическая деформация, текучесть и предел прочности.

Твердое тело — агрегатное состояние вещества, характеризующееся постоянством формы и характером движения атомов, которые совершают малые колебания около положений равновесия.

Кристаллические тела: Твердое тело в обычных условиях трудно сжать или растянуть. Для придания твердым телам нужной формы или объема на заводах и фабриках их обрабатывают на специальных станках: токарных, строгальных, шлифовальных.

В отсутствие внешних воздействий твердое тело сохраняет свою форму и объем.

Это объясняется тем, что притяжение между атомами (или молекулами) у них больше, чем у жидкостей (и тем более газов). Оно достаточно, чтобы удержать атомы около положений равновесия.

Аморфные тела — это твердые тела, для которых характерно неупорядоченное расположение частиц в пространстве. В этих телах молекулы (или атомы) колеблются около хаотически расположенных точек и, подобно молекулам жидкости, имеют определенное время оседлой жизни. Но, в отличие от жидкостей, время это у них очень велико. К аморфным телам относятся стекло, янтарь, различные другие смолы, пластмассы. Хотя при комнатной температуре эти тела сохраняют свою форму, но при повышении температуры они постепенно размягчаются и начинают течь, как жидкости: у аморфных тел нет определенной температуры, плавления.

Этим они отличаются от кристаллических тел, которые при повышении температуры переходят в жидкое состояние не постепенно, а скачком (при вполне определенной температуре — температуре плавления)

Симметрия кристаллов - свойство кристаллов совмещаться с собой при поворотах, отражениях, параллельных переносах либо при части или комбинации этих операций. Симметрия внеш. формы кристалла определяется симметрией его атомного строения, края обусловливает также и симметрию физ. свойств кристалла.

Строение кристалла - упорядоченное расположение атомов, соединенных ХИМИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ, многократное повторяемое. За счет этой упорядоченности, иногда асимметричной, физические свойства кристалла, такие как проводимость и прочность, закономерным образом изменяются в зависимости от того, по какой оси их измеряют. В этом отношении одиночные кристаллы (монокристаллы) отличаются от некристаллических (аморфных) и поликристаллических веществ, у которых физические свойства остаются неизменными (из-за полного смешения) либо меняются нерегулярным образом.

Дефект кристаллической решетки - отклонение кристаллической решетки от ее идеального периодического строения. Различают: точечные дефекты, линейные дефекты и объемные дефекты: трещины, поры, раковины и т.д.

Пластическая деформация – это смещение одних слоев металла относительно других по линиям скольжения, образующимся по дислокациям. При любой пластической деформации происходит изменение геометрии зерна, детали, образца.

Текучесть — свойство пластичных металлов и тел при постепенном увеличении давления уступать действию сдвигающих сил и течь подобно вязким жидкостям. Текучесть является свойством, обратным вязкости.

Предел текучести - механическая х-ка материала, характеризующую напряжение, при котором деформации продолжают расти без увеличения нагрузки.