48,49Поверхневий натяг[ред. • ред. Код]
Рідина здатна утворювати вільну поверхню. Така поверхня є поверхнею розділу фаз даної речовини: по один бік знаходиться рідка фаза, по інший — газоподібна (пара), і, можливо, інші гази, наприклад, повітря.
Поверхневий натяг — фізичне явище, суть якого в прагненні рідини скоротити площу своєї поверхні за незмінного об'єму. Своєю появою сили поверхневого натягу завдячують поверхневій енергії. Поверхневий натяг може бути пояснений притяганням між молекулами рідини. Він виникає як у випадку поверхні розділу між рідиною й газом, так і у випадку поверхні розділу двох різних рідин.
Поверхнева енергія пропорційна площі поверхні поділу двох фаз S:
Eп = σ · S.
Коефіцієнт пропорційності σ, називають коефіцієнтом поверхневого натягу. Його значення залежить від природи дотичних середовищ. Цей коефіцієнт можна подати у вигляді
де F — сила поверхневого натягу;
l — довжина лінії, що обмежує поверхню поділу.
Крапля води на поверхні твердого тіла за умови слабкого змочування
Капілярний ефект у тонких трубках різної товщини
Поверхневий натяг рідини чутливий до її чистоти, складу і температури. Речовини, здатні значною мірою знизити сили поверхневого натягу, називаються поверхнево-активними речовинами(ПАР). При підвищенні температури величина сил поверхневого натягу зменшується, а в критичній точці кипіння рідини прямує до нуля.
На межі поділу вода — повітря за t=20°С коефіцієнт поверхневого натягу σ=0,073 Дж/м², а для межі поділу ртуть — повітря коефіцієнт σ=0,48 Дж/м².
Докладніше: Поверхневий натяг
Змочуваність рідин[ред. • ред. Код]
На поверхні поділу трьох фаз, наприклад, твердої стінки, рідини і газу між поверхнею рідини і твердою стінкою утворюється так званий крайовий кут θ. Величина крайового кута залежить від природи дотичних середовищ (від поверхневих натягів на їхніх межах) і не залежить ні від форми посудини, ні від дії сили ваги. Якщо край рідини піднятий, її поверхня має увігнуту форму — крайовий кут гострий. У цьому разі рідина змочує тверду поверхню. Чим гірша змочувальна здатність рідини, тим більшим є крайовий кут. При θ>90° рідина вважається незмочувальною, при повному незмочуванні θ=180°. Краплі такої рідини немов би підгортаються, намагаючись зменшити площу контакту з твердою поверхнею.
Докладніше: Змочуваність
Капілярні явища[ред. • ред. Код]
Від явища змочування залежить поведінка рідини в тонкій (капілярній) трубці, зануреній у неї. У разі змочування рідина в трубці піднімається над рівнем вільної поверхні, у протилежному випадку — опускається. Висоту капілярного підняття (опускання) рідини знаходять за формулою
де γ — питома вага рідини;
r — радіус трубки.
Докладніше: Капілярний ефект
50. Приклад капілярного ефекту - всмоктування розлитої води серветкою
51. При підвищенні температури тверді тіла переходять у рідкий або газоподібний стан. Перехід твердого тіла в рідину називається плавленням, а перехід у газоподібний стан, минаючи рідкий,— сублімацією. Перехід дотвердого тіла (при зниженні температури) — кристалізація, до аморфної фази — склування.
Існують також фазові переходи між твердотільними фазами, при яких змінюється внутрішня структура твердих тіл, стаючи упорядкованішою при пониженні температури.
За типом упорядкування атомів розрізняють кристалічні і аморфні тверді тіла. Кристали характеризуються наявністю просторової періодичності в розміщенні рівноважних положень коливань атомів, тобто наявністюкристалічної гратки. Атоми аморфних твердих тіл коливаються поблизу невпорядковано розміщених точок.
За типом зв’язку між атомами розрізняють тверді тіла з ковалентним, іонним, металічним зв’язками тощо.
52. Найпоширеніші види деформації, котрі розглядаються опором матеріалів — згин, зсув (зріз), кручення, розтяг-стисЛінійну залежність між силами та малими деформаціями у пружному середовищі описує закон Гука — основний закон теорії пружності. Закон Гука стверджує, що при малих деформаціях напруження прямо пропорційне прикладеній до тіла сили.