Капиллярные явления

 

Из-за действия сил поверхностного натяжения в каплях жидкости возникает избыточное давление Δp.

Рис. 5. Сечение сферической капли жидкости.

Условие равновесия сил поверхностного натяжения и сил избыточного давления для капли:

 

(3)

 

Избыточное давление внутри капли:

 

- формула Лапласа для сферы . (4)

Дополнительное давление (4) называется капиллярным или лапласовским.

 

Мениском называется ис­кри­вленная свободная поверх­ность, форма которой зависит от сил взаимодействия молекул жид­кости с молекулами твердого тела.

Краевой угол Q - это угол между касательной к поверхности жидкости и твердой стенкой, отсчитываемый через жидкость.

Рис. 6. Краевые углы смачивающей (1) и несмачивающей (2) жидкостей.

 

 

- смачивание, - не смачивание,

 

- полное смачивание,- полное не смачивание.

 

 
 


Капиллярными явления­ми назы­ва­ют подъем или опускание жидкости в трубках малого диаметра – капиллярах.

Смачивающие жидкости поднимаются по капиллярам, не смачивающие – опускаются.

 

Рис.8. Подъем смачивающей жидкости в капилляре.

Расчет высоты подъема смачивающейся жидкости плотностью r в капилляре радиусом r

 

Подъем жидкости в капилляре продолжается до тех пор, пока сила тяжести , действующая на столб жидкости в капилляре, не станет равной по модулю результирующей сил поверхностного натяжения, действующих вдоль границы соприкосновения жидкости с поверхностью капилляра: Fт = Fн.

 

,

 

. (5)

Полное смачивание,, .

Полное не смачивание,, .

Практические применения: водный баланс растений, флотация, крашение, защита металлов от коррозии и т. д.