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.