Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Otvety_na_teoriyu.doc
Скачиваний:
17
Добавлен:
22.09.2019
Размер:
1.67 Mб
Скачать

Вопрос 3.

Смачивание приводит к тому, что на стенках сосуда жидкость как бы «ползет» по стенке, и ее поверхность искривляется. В широком сосуде это искривление практически незаметно. В узких трубках – капиллярах – этот эффект можно наблюдать визуально. За счет сил поверхностного натяжения создается дополнительное (по сравнению с атмосферным) давление р, направленное к центру кривизны поверхности жидкости.

формула Лапласа для дополнительного давления над (при смачивании) или под (при несмачивании) искривленной поверхностью жидкости (см. рис.)

Поверхность может быть выпуклой с разными радиусами кривизны R1 и R2 (+) или выпукло - вогнутой ()

Дополнительное давление вблизи искривленной поверхности жидкости р приводит к подъему (при смачивании) или опусканию (при несмачивании) жидкости в капиллярах.

При равновесии дополнительное давление равно гидростатическому давлению столбика жидкости. Из формулы Лапласа для капилляра круглого сечения p = 2 /R, гидростатическое давление р = g h. Приравнивая р = р, найдем h.

высота подъема жидкости

в капилляре

 – коэффициент поверхностного натяжения

 - краевой угол смачивания

 - плотность жидкости

R – радиус кривизны поверхности жидкости

r = Rcos – радиус капилляра

Из формулы видно, что чем меньше радиус капилляра, тем выше подъем (или опускание) жидкости.

Явление капиллярности чрезвычайно распространено в природе и технике. Например, проникновение влаги из почвы в растения осуществляется посредством подъема ее по капиллярным каналам. К капиллярным явлениям относится также такое явление, как движение влаги по стенам помещения, приводящее к сырости. Очень большую роль капиллярность играет при добыче нефти. Размеры пор в породе, содержащей нефть, чрезвычайно малы. Если добываемая нефть окажется несмачивающей по отношению к породе, то она закупорит канальца, и извлечь ее будет очень трудно. Добавляя к жидкости некоторые вещества даже в очень малом количестве, можно существенно изменить ее поверхностное натяжение. Такие вещества называются поверхностно-активными веществами.

1 N! =123N  факториал – это произведение целых чисел

2 Термодинамические законы не применимы к 3 молекулам. Пример взят для простоты вычислений.

3 Фаза – это совокупность частей системы, обладающих одинаковым химическим составом и находящихся в одинаковом состоянии.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]