4) Поверхностное натяжение и смачивание поверхностей. Капиллярный эффект. Расчет высоты поднятия жидкости в капилляре.

Это свойство обуславливается силами взаимного притяжения, возникающими между частицами в поверхностном слое жидкости и вызывающими его напряженное состояние. Под действием указанных сил поверхность жидкости оказывается как бы покрыта равномерно натянутой пленкой, которая стермится придать объему жидкости форму сферы. Такую форму капля жидкости может принять, если на нее не действуют никакие силы, даже силы тяжести, что наблюдается в условиях невесомости.

Поверхностное напряжение можно рассматривать как силу, приходящуюся на единицу длины поверхности раздела фаз.

С действием поверхностного напряжения связано явление смачивания и не смачивания поверхностей, а также образование мениска в капиллярах. (см.рис)

Если притяжение молекул жидкости и твердой стенки больше взаимного притяжения молекул и жидкости, то жидкость смачивает стенку капилляра(рис.1,2(б)). Мениск в капилляре образует вогнутую поверхность (рис. 1,2 г)

Если силы взаимодействия между молекулами в жидкости преобладают над силами взаимного притяжения между молекулами на границе раздела, то жидкость поверхность капилляра не смачивает (рис 1,2 а), а мешок в капилляре выпуклый (рис. 1,2 в).

Как под выпуклой, так и под вогнутой поверхностями избыточное давление Δр, в связи с чем происходит повышение или понижение уровня жидкости в капилляре.

Высота повышения +Δh или понижения уровня –Δh может быть вычислена из условия равенства давления столба жидкости в капилляре Δр_г избыточному давлению Δр: Δр_г = Δр или pgh=2σ/R

Откуда ǀ Δh ǀ = D- диаметр капилляра, м.

5) Гидромеханические процессы, их классификация и краткая характеристика. Движущие силы процессов.

К этим процессам относят процессы, к-рые протекают в системе с подвиж. средами, а именно: перемещение, перемешивание, разделение, отстаивание, осаждение, фильтрование, обратный осмос и ультрофильтрование, псевдоожижение.

Перемешивание – пр-с приведения в тесное соприкосновение 2-х и более фаз с целью 1) равномерного распределения одной фазы в объеме другой, 2) интенсификации процессов тепло- и массообменов, 3) проведения хим-х реакций.

Осаждение наз. процесс разделения жидких и газообразных неоднородных систем в поле действия центробежных сил. Движущая сила-разность плотностей между сплошной средой и распределенной фазой. Осаждение под действием силы тяжести – отстативание.

Фильтрование – процесс разделения с помощью пористой перегородки, способной пропускать жидкость или газ, но задерживать взвешенные в среде твердые частицы. Осуществляется под действием сил давления или центробежных сил(центрифугирование). Группу пр-в фильтр-я сост. сами пр-сы фильтр-я, пр-сы ультрофильтр-я и обратного осмоса. Движ-ей силой этих пр-в явл. разность давлений до и после фильтровальной перегородки.

Псевдоожижение –пр-с перевода сыпучего материала в легкоподвижное состояние с пом-ю ожижающего агента (любые жидк.или газы).

Все эти процессы направлены на получение однородных систем, либо на разделение систем. Общее для этих процессов: протекают при внешнем подводе энергии.