ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ
Спасибо нашим инвесторам из казино онлайн
ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ , сила протяжения, с к-рой каждый участок поверхностной пленки (свободной поверхности жидкости или же любой поверхности раздела двух фаз) действует на смежные части поверхности. Внутреннее давление и П. н. Поверхностный слой жидкости ведет себя, как эластическая растянутая мембрана. Согласно представлению, развитому гл. обр. Лапласом (Laplace), это свойство жидких поверхностей зависит от «молекулярных сил притяжения, быстро убывающих с расстоянием. Внутри однородной жидкости силы, действующие на каждую молекулу со стороны молекул, ее окружающих, взаимно уравновешиваются. Но вблизи поверхности равнодействующая сил молекулярного притяжения направлена внутрь; она стремится втянуть поверхностные молекулы в толщу жидкости. Вследствие этого весь поверхностный слой подобно упругой растянутой пленке оказывает на внутреннюю массу жидкости в направлении, нормальном к поверхности, весьма значительное давление^ По подсчетам это «внутреннее давление», под которым находится вся масса жидкости, достигает нескольких тысяч атмосфер. Оно возрастает на выпуклой поверхности и убывает на вогнутой. В силу стремления свободной энергии к минимуму всякая жидкость стремится принять форму, при к-рой ее поверхность—место действия поверхностных сил—имеет наименьшую возможную величину. Чем больше поверхность жидкости, чем большую. площадь1 занимает ее поверхностная пленка, тем значительнее запас свободной поверхностной энергии, освобождающейся при ее сокращении. Натяжение, с которым каждый участок сокращающейся^ поверхностной пленки действует на смежные ‘части (в направлении, параллельном свободной поверхности), называется П. н. В отличие от эластического напряжения упругого растянутого тела, П. н. не ослабевает по мере сжатия поверхностной пленки. Еслиег—П. н., о —свободная поверхность жидкости, то поверхностная энергия равна е=& т. о. Поверхностное натяжение равняется рабрте, к-рую нужно совершить, чтобы увеличить свободную поверхность жидкости на единицу. П. н. наблюдается на границе жидкости с газом (также и с собственным паром), с другой несмешивающейся жидкостью или же с твердым телом. Точно так же и твердое тело имеет П. н. на границе с газами и жидкостями. В отличие от П. н., к-рое жидкость (или твердое тело) имеет на своей свободной поверхности, граничащей с газообразной средой, натяжение на внутренней границе двух жидких (или жидкой и твердой) фаз удобно обозначить специальным термином—принятым в немецкой литературе. термином «пограничное натяжение» (Grenzflachenspannung). Если в жидкости растворено вещество, понижающее ее П. н., то свободная энергия уменьшается не только пу – тем уменьшения величины пограничной поверхности, но и посредством адсорпции (см.): по-верхностноактивное (или капилярноактивное) вещество собирается в повышенной концентрации в поверхностном слое. Так как адсорп-ция требует некоторого времени, то свежая поверхность жидкости имеет другое, более высокое значение П. н., чем по окончании адг сорпции, П. н., измеренное на свежей, только-что образовавшейся поверхности, называется динамическим; измерение после установления адсорпционного равновесия между поверхностью и раствором дает статическую величину. гТак как самого незначительного загрязнения может быть достаточно для заметного изменения П. н. чистой жидкости, то точное определение его величины представляет нередко значительные трудности. Методы измерения. Методы, позволяющие измерять П. н. жидкостей, крайне разнообразны, однако широкое распространение получили’лишь немногие из них. К а-пилярныймея’од заключается в измерении уровня жидкости в капиляре. Если капиляр погружен вертикально в жидкость, смачивающую его стенки, то жидкость в капиляре поднимается. Равновесие наступает тогда, когда вес поднятого столба жидкости делается равным действующей на него силе. Последняя представляет произведение величины П. н. на длину окружности внутреннего разреза трубки. Обозначая через г радиус трубки, через & ?—ускорение силы тяжести, находят: 2пг. а—л)Ц1йд или a-=1J2hrdg. Если. капиляр не смачивается жидкостью (например стеклянная трубка в ртути), то та же формула выразит понижение уровня жидкости в капи-’ ляре. Мениск жидкости в капиляре будет в этом случае не вогнутым, а вьцтуклым. Для более точного подсчета нужно ввести поправку на краевой угол (а), к-рый образует жидкость в мениске со стенкой капиляра. В действительности столб жидкости в капиляре удерживается не всей силой П. н., а только е