Поверхностное натяжениеНа поверхностях раздела жидкости и ее насыщенного пара, двух несмешиваемых жидкостей, жидкости и твердого тела возникают силы, обусловленные различным межмолекулярным взаимодействием граничащих сред.
Поверхностное натяжение (коэффициент поверхностного натяжения) определяется отношением работы, затраченной на создание некоторой поверхности жидкости при постоянной температуре, к площади этой поверхности:
Условием устойчивого равновесия жидкостей является минимум энергии поверхностного слоя, поэтому при отсутствии внешних сил или в состоянии невесомости жидкость стремится иметь Минимальную площадь поверхности при данном объеме и принимает форму шара. Поверхностное натяжение может быть определено не только энергетически. Стремление поверхностного слоя жидкости сократиться означает наличие в этом слое касательных сил — сил поверхностного натяжения. Если выбрать на поверхности жидкости некоторый отрезок длиной l (рис. 7.8), то можно условно изобразить эти силы стрелками, перпендикулярными отрезку. Поверхностное натяжение равно отношению силы поверхностного натяжения к длине от
резка, на котором действует эта сила: Из школьного курса физики известно, что оба определения, (7.21) и (7.22), тождественны. Приведем значения поверхностного натяжения для некоторых жидкостей при температуре 20 °С ((табл. 15). Таблица 15
Поверхностное натяжение зависит от температуры. Вдали от критической температуры значение его убывает линейно при увеличении температуры. Снижения поверхностного натяжения Можно достигнуть введением в жидкость поверхностно-активных веществ, уменьшающих энергию поверхностного слоя.
|
Каждая молекула, расположенная внутри объема жидкости, равномерно окружена соседними молекулами и взаимодействует с ними, но равнодействующая этих сил равна нулю. На молекулу, находящуюся вблизи границы двух сред, вследствие неоднородности окружения действует сила, не скомпенсированная другими молекулами жидкости. Поэтому для перемещения молекул из объема в поверхностный слой необходимо совершить работу.
