Капиллярные явления. Смачивание и несмачиваниеПри соприкосновении жидкости с твердым телом наблюдается смачивание или несмачивание этого тела жидкостью. Будет ли данная жидкость смачивать твердое тело или нет, зависит от взаимодействия молекул жидкости, твердого тела и газа, с которым граничат поверхности этого тела и жидкости. Когда жидкость смачивает поверхность твердого тела, то она растекается по ней, а когда не смачивает, то стягивается на этой поверхности в каплю. Явления смачивания или несмачивания определяются величинами поверхностного натяжения между жидкостью и твердым телом, жидкостью и газом и твердым телом и газом. Рассмотрим рисунок. Пусть капля на поверхности твердого тела находится в равновесии. Так будет, когда все силы поверхностного натяжения, приложенные к некоторому малому элементу контура, ограничивающего каплю, уравновешены. На элемент контура действуют: сила поверхностного натяжения , приложенная к элементу на границе твердое тело-газ, сила поверхностного натяжения , приложенная к этому элементу на границе твердое тело-жидкость, и составляющая силы Fг-ж, приложенной к нему на границе жидкость-газ. Условие равновесия будет, когда , откуда . Здесь q - краевой угол, т. е. угол между касательными к поверхностям твердого тела и жидкости, отсчитываемый через жидкость. Поскольку cosq всегда меньше или равен 1, равновесие может наблюдаться только тогда, когда . Случай q = 0° называют полным смачиванием, q = 180° - полным несмачиванием. При смачивании краевой угол острый, при несмачивании – тупой.
|