29) Сма́чивание — это поверхностное явление, заключающееся во взаимодействии жидкости с поверхностью твёрдого тела или другой жидкости. Смачивание бывает двух видов:
Иммерсионное (вся поверхность твёрдого тела контактирует с жидкостью)
Контактное (состоит из трёх фаз — твердая, жидкая, газообразная)
Смачивание зависит от соотношения между силами сцепления молекул жидкости с молекулами (или атомами) смачиваемого тела (адгезия) и силами взаимного сцепления молекул жидкости (когезия).
Если жидкость контактирует с твёрдым телом, то существуют две возможности:
молекулы жидкости притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам твёрдого тела. В результате силы притяжения между молекулами жидкости собирают её в капельку. Так ведёт себя ртуть на стекле, вода на парафине или «жирной» поверхности. В этом случае говорят, что жидкость не смачивает поверхность;
молекулы жидкости притягиваются друг к другу слабее, чем к молекулам твёрдого тела. В результате жидкость стремится прижаться к поверхности, расплывается по ней. Так ведёт себя ртуть на цинковой пластине, вода на чистом стекле или дереве. В этом случае говорят, что жидкость смачивает поверхность.Степень смачивания характеризуется углом смачивания. Угол -это угол, образованный касательными плоскостями к межфазным поверхностям, ограничивающим смачивающую жидкость, а вершина угла лежит на линии раздела трёх фаз. К примеру, на лобовые стёкла автомобилей наносят особые покрытия, которые должны быть устойчивы против разных видов загрязнений. Состав и физические свойства покрытия стёкол и контактных линз можно сделать оптимальным по результатам измерения контактного угла. К примеру, популярный метод увеличения добычи нефти при помощи закачки воды в пласт исходит из того, что вода заполняет поры и выдавливает нефть. В случае мелких пор и чистой воды это далеко не так, поэтому приходится добавлять специальные ПАВ. Оценку смачиваемости горных пород при добавлении различных по составу растворов можно измерить различными приборами.
30)Капиллярные явления.
Если поместить один конец узкой
рубки (капилляр) в широкий сосуд
наполненный жидкостью, то вследст
ие смачивания или несмачивания
жидкостью стенок капилляра кривизн
поверхности жидкости в капилляре ста
новится значительной. Если жидкост
мачивает материал трубки, то внутри
е поверхность жидкости — мениск —
имеет вогнутую форму, если не смачи
ает, — выпуклую (рис. 103).
Под вогнутой поверхностью жидко
ти появится отрицательное избыточно
авление, определяемое по формул
68.2). Наличие этого давления приводит к тому,что жидкость в капилляре
поднимается, так как под плоской повер-
хностью жидкости в широком сосуде
избыточного давления нет. Если же жид-
кость не смачивает стенки капилляра, то
положительное избыточное давление
приведет к опусканию жидкости в ка-
пилляре. Явление изменения высоты
уровня жидкости в капиллярах называ-
ется капиллярностью. Жидкость в ка-
пилляре поднимается или опускается
на такую высоту h, при которой давле-
ние столба жидкости (гидростатиче-
ское давление) pgh уравновешивается
избыточным давлением Ар, т. е.
что
В соответствии с тем, что смачиваю-
щая жидкость по капилляру поднимает-
ся, а несмачивающая опускается, из фор-
мулы при 0 < — (cosG > 0) полу-
чим положительные значения h, а при
— отрицательные. Из
выражения также видно, что вы-
сота поднятия (опускания) жидкости в
капилляре обратно пропорциональна
его радиусу. В тонких капиллярах жид-
кость поднимается достаточно высоко.
Так, при полном смачивании (0 = 0)
вода (р = 1000 кг/м3
, ст = 0,073 Н/м)
в капилляре диаметром 10 мкм подни-
мается на высоту /J«3M,
Капиллярные явления играют боль-
шую роль в природе и технике. Напри-
мер, влагообмен в почве и растениях
осуществляется за счет поднятия воды
по тончайшим капиллярам.
На капиллярности основано дей-
ствие фитилей, впитывание влаги бето-
ном и т. д.