что называется поверхностным натяжением

Поверхностное натяжение

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением Механика сплошных сред
что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением
Сплошная среда
Классическая механика
Закон сохранения массы · Закон сохранения импульса
Теория упругости
Напряжение · Тензор · Твёрдые тела · Упругость · Пластичность · Закон Гука · Реология · Вязкоупругость
Гидродинамика
Жидкость · Гидростатика · Гидродинамика · Вязкость · Ньютоновская жидкость · Неньютоновская жидкость · Поверхностное натяжение
Основные уравнения
Уравнение непрерывности · Уравнение Эйлера · Уравнения Навье — Стокса · Уравнение диффузии · Закон Гука
Известные учёные
Ньютон · Гук
Бернулли · Эйлер · Коши · Стокс · Навье
См. также: Портал:Физика

Пове́рхностное натяже́ние — термодинамическая характеристика поверхности раздела двух находящихся в равновесии фаз, определяемая работой обратимого изотермокинетического образования единицы площади этой поверхности раздела при условии, что температура, объём системы и химические потенциалы всех компонентов в обеих фазах остаются постоянными.

Сила поверхностного натяжения направлена по касательной к поверхности жидкости, перпендикулярно к участку контура, на который она действует и пропорциональна длине этого участка. Коэффициент пропорциональности что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением— сила, приходящаяся на единицу длины контура — называется коэффициентом поверхностного натяжения. Он измеряется в ньютонах на метр. Но более правильно дать определение поверхностному натяжению, как энергии (Дж) на разрыв единицы поверхности (м²). В этом случае появляется ясный физический смысл понятия поверхностного натяжения.

В 1985 году аналогичный взгляд на физическую природу поверхностного натяжения, как части внутренней энергии, при решении другой физической задачи был опубликован В. Вайскопфом (Victor Frederick Weisskopf) в США (V.F.Weisskopf, American Journal of Physics 53 (1985) 19-20.; V.F.Weisskopf, American Journal of Physics 53 (1985) 618—619.).

Поверхностное натяжение может быть на границе газообразных, жидких и твёрдых тел. Обычно имеется в виду поверхностное натяжение жидких тел на границе «жидкость — газ». В случае жидкой поверхности раздела поверхностное натяжение правомерно также рассматривать как силу, действующую на единицу длины контура поверхности и стремящуюся сократить поверхность до минимума при заданных объёмах фаз.

В общем случае прибор для измерения поверхностного натяжения называется тензиометр.

Содержание

Проявления

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Так как появление поверхности жидкости требует совершения работы, каждая среда «стремится» уменьшить площадь своей поверхности:

Математическая теория

Площадь поверхности

С поверхностью жидкости связана свободная энергия

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Формула Лапласа

Рассмотрим тонкую жидкую плёнку, толщиной которой можно пренебречь. Стремясь минимизировать свою свободную энергию, плёнка создаёт разность давления с разных сторон. Этим объясняется существование мыльных пузырей: плёнка сжимается до тех пор, пока давление внутри пузыря не будет превышать атмосферное на величину добавочного давления плёнки. Добавочное давление в точке поверхности зависит от средней кривизны в этой точке и даётся формулой Лапласа:

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Здесь что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением— радиусы главных кривизн в точке. Они имеют одинаковый знак, если соответствующие центры кривизны лежат по одну сторону от касательной плоскости в точке, и разный знак — если по разную сторону. Например, для сферы центры кривизны в любой точке поверхности совпадают с центром сферы, поэтому

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Для случая поверхности кругового цилиндра радиуса что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжениемимеем

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Обратите внимание, что что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжениемдолжно быть непрерывной функцией на поверхности плёнки, так что выбор «положительной» стороны плёнки в одной точке локально однозначно задаёт положительную сторону поверхности в достаточно близких её точках.

Из формулы Лапласа следует, что свободная мыльная плёнка, натянутая на рамку произвольной формы и не образующая пузырей, будет иметь среднюю кривизну, равную 0.

Зависимость от температуры

С увеличением температуры величина поверхностного натяжения уменьшается и равна нулю при критической температуре. Наиболее известная эмпирическая зависимость поверхностного натяжения от температуры была предложена Лорандом Этвёшом, так называемое правило Этвёша (англ.). В настоящее время получен вывод теоретической зависимости поверхностного натяжения от температуры в области до критических температур, подтверждающей правило Этвёша (журнал «Вестник Санкт-Петербургского университета», 2012, вып. 1, с. 24-28).

Способы определения

Методы

Полностью стандартизованные методы измерений описываются в соответствующих ASTM, ГОСТ и т. д.

Метод вращающейся капли

Сущностью метода является измерение диаметра капли жидкости, вращающейся в более тяжелой жидкости. Этот способ измерения годится для измерения низких или сверхнизких значений межфазного натяжения. Он широко применяется для микроэмульсий, измерения эффективности ПАВ в нефтедобыче, а также для определения адсорбционных свойств.

Метод Дю Нуи (метод отрыва кольца)

Метод является классическим. Сущность метода вытекает из названия. Платиновое кольцо поднимают из жидкости, смачивающей его, усилие отрыва и есть сила поверхностного натяжения и может быть пересчитано в поверхностную энергию. Метод подходит для измерения ПАВ, трансформаторных масел и т. д.

Метод бегущих волн

При возмущении жидкости пластиной «лежащей» на её поверхности, по ней начинает распространяться круг волн. Если просветить кювету с жидкостью импульсным источником света с частотой равной частоте возмущения, то на экран спроецируется «стоячая» волновая картина. Измеряя длину волны на экране и геометрически перерассчитывая её (зная расстояние от источника света до поверхности жидкости и расстояние от поверхности до экрана, а также про подобие треугольников) можно получить величину поверхностного натяжения по формуле:

Источник

Поверхностное натяжение

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).

Понятие и характеристики поверхностного натяжения

С явлением поверхностного натяжения жидкости мы сталкиваемся каждый день:

Силы поверхностного натяжения действуют вдоль поверхности жидкости, стремясь сократить ее площадь. Как будто жидкость заключена в упругую пленку, которая стремится сжать свое содержимое.

Потенциальная энергия взаимного притяжения молекул жидкости больше их кинетической энергии. Это позволяет веществу сохранять объем (но не форму), и этот объем ограничивается поверхностью жидкости.

На молекулу жидкости, которая находится внутри, действуют силы притяжения со стороны других молекул, и они уравновешивают друг друга. А на ту молекулу, что находится на поверхности, действуют силы притяжения не только со стороны других молекул жидкости, но и со стороны газа (внешней среды). Эти вторые значительно меньше первых, поэтому равнодействующая сила притяжения направлена внутрь жидкости, что способствует удержанию молекулы на поверхности.

Поверхностное натяжение — это стремление жидкости сократить свою свободную поверхность, то есть уменьшить избыток своей потенциальной энергии на границе раздела с газообразной фазой.

Чем больше площадь поверхности жидкости, тем больше молекул, которые обладают избыточной потенциальной энергией, и тем больше поверхностная энергия. Этот факт можно записать в виде следующего соотношения:

Поверхностная энергия жидкости

W = σS

W — поверхностная энергия жидкости [Дж]

S — площадь свободной поверхности [м 2 ]

σ — коэффициент поверхностного натяжения [Н/м]

Отсюда мы можем вывести формулу коэффициента поверхностного натяжения.

Коэффициент поверхностного натяжения — это физическая величина, которая характеризует данную жидкость и численно равна отношению поверхностной энергии к площади свободной поверхности жидкости.

Коэффициент поверхностного натяжения

σ = W/S

W — поверхностная энергия жидкости [Дж]

S — площадь свободной поверхности [м 2 ]

σ — коэффициент поверхностного натяжения [Н/м]

Коэффициент поверхностного натяжения жидкости зависит:

Коэффициент поверхностного натяжения не зависит от площади свободной поверхности жидкости, хотя может быть рассчитан с ее помощью.

Если на жидкость не действуют другие силы или их действие мало, жидкость будет стремиться принимать форму сферы, как капля воды или мыльный пузырь. Так же ведет себя вода в невесомости. Жидкость ведет себя так, как будто по касательной к ее поверхности действуют силы, стягивающие эту поверхность. Эти силы называются силами поверхностного натяжения.

Сила поверхностного натяжения

F = σl

F — сила поверхностного натяжения [Н]

l — длина контура, ограничивающего поверхность жидкости [м]

σ — коэффициент поверхностного натяжения [Н/м]

В химической промышленности в воду часто добавляют специальные реагенты-смачиватели, не дающие ей собираться в капли на какой-либо поверхности. Например, их добавляют в жидкие средства для посудомоечных машин. Попадая в поверхностный слой воды, молекулы таких реагентов заметно ослабляют силы поверхностного натяжения, вода не собирается в капли и не оставляет на поверхности пятен после высыхания.

Источник

Что такое поверхностное натяжение?

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Это нисходящее притяжение молекул поверхностного уровня заставляет их плотнее притягиваться друг к другу, сжимаясь в более устойчивое, выровненное расположение. Этот более плотный ряд поверхностных молекул образует нечто вроде упругой мембраны на поверхности жидкости. Молекулы расположены более плотно и плавно выстроены рядом друг с другом, в отличие от более хаотических молекулярных схем ниже.

Почему поверхностное натяжение так важно?

Хотя это свойство жидкостей, безусловно, интересно, оно, похоже, не играет большой роли в нашей повседневной жизни, но именно здесь вы ошибаетесь. Помимо просмотра крутых видеороликов об идеально круглых каплях воды, падающих в замедленном режиме (еще один пример поверхностного натяжения) или водомерки, которые двигаются со скоростью 2 метра в секунду, скользя по поверхности озера, почему поверхностное натяжение имеет значение?

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

В некоторых отраслях поверхностное натяжение является более простым показателем загрязнения продуктов. Поскольку поверхностное натяжение определяется на молекулярном уровне, любое изменение компонентов жидкости, поверхностно-активных веществ, топлива или соединений в жидкости может привести к изменению поверхностного натяжения.

Если известно поверхностное натяжение совершенно чистого состава, любое отклонение от этого выявит некоторый уровень загрязнения. Это может показаться абстрактным приложением поверхностного натяжения, но оно показывает, как даже самые простые вещи могут оказать наибольшее влияние в науке.

Как упоминалось ранее, поверхностное натяжение важно для водомерок, одного из немногих существ, которые могут перемещаться по поверхности воды, не падая внутрь. Это явление происходит потому, что ноги водомерки «не смачиваются», то есть ноги водомерки отталкивают воду и захватывать воздух, позволяя им существенно вдавливать поверхность воды, не нарушая ее. Волосы также увеличивают площадь поверхности водяных струй, что означает, что на поверхность воды воздействует меньшее усилие. Это ошеломляющее сочетание тонкой силы и идеальной адаптации.

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Однако, что наиболее важно, и то, что мало кто осознает, поверхностное натяжение позволяет вещам плавать, от листьев и семян до молекул и белков. Когда вы опускаетесь до микроскопического масштаба, поверхность любого водоема очень жива и поддерживается поверхностным натяжением молекул воды. Наши экосистемы не смогут выжить или даже развиваться без воздействия поверхностного натяжения, а сам состав воды будет менее стабильным, постоянно поступая и выходя из газообразного состояния.

Источник

Поверхностное натяжение

Молекулы жидкости испытывают силы взаимного притяжения — на самом деле, именно благодаря этому жидкость моментально не улетучивается. На молекулы внутри жидкости силы притяжения других молекул действуют со всех сторон и поэтому взаимно уравновешивают друг друга. Молекулы же на поверхности жидкости не имеют соседей снаружи, и результирующая сила притяжения направлена внутрь жидкости. В итоге вся поверхность воды стремится стянуться под воздействием этих сил. По совокупности этот эффект приводит к формированию так называемой силы поверхностного натяжения, которая действует вдоль поверхности жидкости и приводит к образованию на ней подобия невидимой, тонкой и упругой пленки.

Одним из следствий эффекта поверхностного натяжения является то, что для увеличения площади поверхности жидкости — ее растяжения — нужно проделать механическую работу по преодолению сил поверхностного натяжения. Следовательно, если жидкость оставить в покое, она стремится принять форму, при которой площадь ее поверхности окажется минимальной. Такой формой, естественно, является сфера — вот почему дождевые капли в полете принимают почти сферическую форму (я говорю «почти», потому что в полете капли слегка вытягиваются из-за сопротивления воздуха). По этой же причине капли воды на кузове покрытого свежим воском автомобиля собираются в бусинки.

Силы поверхностного натяжения используются в промышленности — в частности, при отливке сферических форм, например ружейной дроби. Каплям расплавленного металла просто дают застывать на лету при падении с достаточной для этого высоты, и они сами застывают в форме шариков, прежде чем упадут в приемный контейнер.

Можно привести много примеров сил поверхностного натяжения в действии из нашей будничной жизни. Под воздействием ветра на поверхности океанов, морей и озер образуется рябь, и эта рябь представляет собой волны, в которых действующая вверх сила внутреннего давления воды уравновешивается действующей вниз силой поверхностного натяжения. Две эти силы чередуются, и на воде образуется рябь, подобно тому как за счет попеременного растяжения и сжатия образуется волна в струне музыкального инструмента.

Будет жидкость собираться в «бусинки» или ровным слоем растекаться по твердой поверхности, зависит от соотношения сил межмолекулярного взаимодействия в жидкости, вызывающих поверхностное натяжение, и сил притяжения между молекулами жидкости и твердой поверхностью. В жидкой воде, например, силы поверхностного натяжения обусловлены водородными связями между молекулами (см. Химические связи). Поверхность стекла водой смачивается, поскольку в стекле содержится достаточно много атомов кислорода, и вода легко образует гидрогенные связи не только с другими молекулами воды, но и с атомами кислорода. Если же смазать поверхность стекла жиром, водородные связи с поверхностью образовываться не будут, и вода соберется в капельки под воздействием внутренних водородных связей, обусловливающих поверхностное натяжение.

В химической промышленности в воду часто добавляют специальные реагенты-смачиватели — сурфактанты, — не дающие воде собираться в капли на какой-либо поверхности. Их добавляют, например, в жидкие моющие средства для посудомоечных машин. Попадая в поверхностный слой воды, молекулы таких реагентов заметно ослабляют силы поверхностного натяжения, вода не собирается в капли и не оставляет на поверхности грязных крапин после высыхания (см. Подобное растворяется в подобном).

Источник

Содержание:

Поверхностное натяжение жидкости:

В отличие от газов жидкости имеют свободную поверхность. Молекулы, расположенные на поверхности жидкости, и молекулы внутри жидкости находятся в разных условиях:

a) молекулы внутри жидкости окружены другими молекулами жидкости со всех сторон. Молекула 1 внутри жидкости испытывает действие соседних молекул со всех сторон, поэтому равнодействующая сил притяжения, действующих на нее, равна нулю (f; молекула 1);

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

b) молекулы на поверхности жидкости испытывают действие со стороны соседних молекул жидкости только сбоку и снизу. Притяжение со стороны молекул газа (пара жидкости или воздуха) над жидкостью во много раз слабее, чем со стороны молекул жидкости, поэтому не принимаются во внимание (f; молекула 2). В результате каждая из равнодействующих сил что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Сила поверхностного натяжения

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Коэффициент поверхностного натяжения

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Значение коэффициента поверхностного натяжения зависит от вида жидкости и ее температуры, то есть с увеличением температуры жидкости коэффициент его поверхностного натяжения уменьшается и при критической температуре равен нулю. Единица коэффициента поверхностного натяжения в СИ:

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Смачивающая и несмачивающая жидкость. При внимательном рассмотрении можно увидеть искривление поверхности жидкости на границе между жидкостью и твердым телом.

Значение краевого угла что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением(тетта) зависит от того, является ли жидкость смачивающей или несмачивающей твердое тело:

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Несмачивающая жидкость — это жидкость, у которой краевой угол тупой. Сила взаимного притяжения между молекулами несмачивающей жидкости и твердого тела меньше, чем сила взаимного притяжения между молекулами самой жидкости. В результате свободная поверхность жидкости в сосуде бывает выпуклой, например, ртуть в стеклянном сосуде — несмачивающая жидкость (i).

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Капиллярные явления

Капиллярными явлениями называют явления подъема смачивающей и опускания несмачивающей жидкости по капилляру относительно общего уровня жидкости под действием сил поверхностного натяжения (j).

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

В таблице 6.4 дана зависимость между величинами, характеризующими жидкость, поднимающуюся в капилляре.

Характеристики жидкости, поднимающейся в капилляре

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Где что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением— радиус капилляра, что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением— диаметр капилляра.

Масса жидкости, поднимающейся в капилляречто называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжениемВысота жидкости, поднимающейся в капилляре

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Если жидкость полностью смачиваемая, то получаем в что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжениемчто называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Где что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением— плотность жидкости, поднимающейся в капилляре. Высота подъема жидкости в капилляре зависит от рода жидкости и обратно пропорциональна радиусу капилляра.

Давление жидкости, поднимающейся в капилляречто называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Поверхностное натяжение жидкости

Некоторые виды пауков могут передвигаться по поверхности воды не проваливаясь, как будто эта поверхность покрыта невидимой тонкой пленкой. такое же впечатление создается, если наблюдать за вытеканием воды из маленького отверстия — вода течет не тоненькой струйкой, а образует капли. Бумажная салфетка впитывает воду, едва коснувшись ее поверхности. какая сила является причиной всех этих явлений?

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Каковы особенности поверхностного слоя жидкости

На свободной поверхности жидкости молекулы находятся в особых условиях, отличающихся от условий, в которых находятся молекулы внутри жидкости. Рассмотрим две молекулы — А и Б (рис. 33.1): молекула А находится внутри жидкости, а молекула Б — на ее поверхности. Молекула А окружена другими молекулами жидкости равномерно, поэтому силы, действующие на молекулу А со стороны молекул, попадающих в сферу межмолекулярного взаимодействия, скомпенсированы, то есть их равнодействующая равна нулю.

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Поверхностное натяжение жидкости — физическая величина, которая характеризует данную жидкость и равна отношению поверхностной энергии к площади поверхности жидкости:

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Единица поверхностного натяжения в СИ — ньютон на метр:

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Поверхностное натяжение жидкости определяется силами межмолекулярного взаимодействия, поэтому оно зависит:

Поверхностное натяжение σ некоторых жидкостей

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Что такое сила поверхностного натяжения

Поскольку поверхностный слой жидкости обладает избыточной потенциальной энергией (что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением), а любая система стремится к минимуму потенциальной энергии, то свободная поверхность жидкости стремится уменьшить свою площадь (сжаться). То есть вдоль поверхности жидкости действуют силы, которые пытаются стянуть эту поверхность. Эти силы называют силами поверхностного натяжения.

Наличие сил поверхностного натяжения делает поверхность жидкости похожей на натянутую резиновую пленку, однако упругие силы в резиновой пленке зависят от площади ее поверхности (от того, насколько пленка деформирована), а поверхность жидкости всегда «натянута» одинаково, то есть силы поверхностного натяжения не зависят от площади поверхности жидкости. Наличие сил поверхностного натяжения можно доказать с помощью такого опыта. Если проволочный каркас с закрепленной на нем нитью опустить в мыльный раствор, каркас затянется мыльной пленкой, а нить приобретет произвольную форму (рис. 33.2, а).

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Если осторожно проткнуть иглой мыльную пленку по одну сторону от нити, сила поверхностного натяжения мыльного раствора, действующая с другой стороны, натянет нить (рис. 33.2, б). Опустим в мыльный раствор проволочную рамку, одна из сторон которой подвижна. На рамке образуется мыльная пленка (рис. 33.3). Будем растягивать эту пленку, действуя на перекладину (подвижную сторону рамки) с некоторой силой что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением.

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Таким образом, поверхностное натяжение σ численно равно силе поверхностного натяжениячто называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением, которая действует на единицу длины l линии, ограничивающей поверхность: что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

С одним из методов определения поверхностного натяжения жидкости вы ознакомитесь, выполняя лабораторную работу № 7.

Где проявляется поверхностное натяжение

В жизни вы постоянно сталкиваетесь с проявлениями сил поверхностного натяжения. Так, благодаря ему на поверхности воды удерживаются легкие предметы (рис. 33.4) и некоторые насекомые.

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Рис. 33.4. Монетка удерживается на поверхности воды благодаря силе поверхностного натяжения. (Чтобы провести такой опыт, монетку нужно потереть между пальцев и осторожно опустить на поверхность воды.)

Когда вы ныряете, ваши волосы расходятся во все стороны, но как только вы окажетесь над водой, волосы слипнутся, так как в этом случае площадь свободной поверхности воды намного меньше, чем при раздельном расположении прядей в воде. По этой же причине можно лепить фигуры из влажного песка: вода, обволакивая песчинки, прижимает их друг к другу.

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Рис. 33.5. Капля удерживается около небольшого отверстия до тех пор, пока сила поверхностного натяжения уравновешивает силу тяжести

Стремлением жидкости уменьшить площадь поверхности объясняется и тот факт, что в условиях невесомости вода принимает форму шара, — при заданном объеме шарообразной форме соответствует наименьшая площадь поверхности. Форму шара приобретают тонкие мыльные пленки (мыльные пузыри). Поверхностным натяжением объясняется образование пены: пузырек газа, достигнув поверхности жидкости, имеет над собой тонкий слой жидкости; если пузырек мал, то архимедовой силы недостаточно, чтобы разорвать двойной поверхностный слой, и пузырек «застревает» вблизи поверхности. Благодаря поверхностному натяжению жидкость не выливается из маленького отверстия тоненькой струйкой, а капает (рис. 33.5), дождь не проливается через ткань зонта или палатки и т. д.

Почему одни жидкости собираются в капли, а другие растекаются

Наличие сил поверхностного натяжения проявляется в сферической форме мелких капелек росы, в каплях воды, разбегающихся по раскаленной плите, в капельках ртути на поверхности стекла. Однако при соприкосновении с твердым телом сферическая форма капли, как правило, не сохраняется. Форма свободной поверхности жидкости зависит также от сил взаимодействия молекул жидкости с молекулами твердого тела.

Если силы взаимодействия между молекулами жидкости больше, чем силы взаимодействия между молекулами жидкости и твердого тела, жидкость не смачивает поверхность твердого тела (рис. 33.6). Например, ртуть не смачивает стекло, а вода не смачивает покрытую сажей поверхность.

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Рис. 33.6. Капля несмачивающей жидкости принимает форму, близкую к сферической, а поверхность жидкости вблизи стенки сосуда является выпуклой

Если же капельку ртути поместить на цинковую пластину, то капелька будет стремиться растечься по поверхности пластины; так же ведет себя и капелька воды на стекле (рис. 33.7). Если силы взаимодействия между молекулами жидкости меньше сил взаимодействия между молекулами жидкости и твердого тела, жидкость смачивает поверхность твердого тела.

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Рис. 33.7. Капля смачивающей жидкости стремится растечься по поверхности твердого тела, а вблизи стенки сосуда поверхность жидкости принимает вогнутую форму

Почему жидкость поднимается в капиллярах

В природе часто встречаются тела, пронизанные многочисленными мелкими капиллярами (от лат. capillaris — волосяной) — узкими каналами произвольной формы. Такую структуру имеют бумага, дерево, почва, многие ткани и строительные материалы. В цилиндрических капиллярах искривленная поверхность жидкости представляет собой часть сферы, которую называют мениском. У смачивающей жидкости образуется вогнутый мениск (рис. 33.8, а), а у несмачивающей — выпуклый (рис. 33.8, б).

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Рис. 33.8. капиллярные явления: а — смачивающая жидкость поднимается по капилляру; б — несмачивающая жидкость опускается в капилляре

Поверхность жидкости стремится к минимуму потенциальной энергии, а искривленная поверхность обладает большей площадью по сравнению с площадью сечения капилляра, поэтому поверхность жидкости стремится выровняться и под ней возникает избыточное (отрицательное или положительное) давление — лапласово давление (что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением).

Под вогнутой поверхностью (жидкость смачивает капилляр) лапласово давление отрицательное и жидкость втягивается в капилляр. Так поднимаются влага и питательные вещества в стеблях растений, керосин по фитилю, влага в почве. Вследствие лапласового давления салфетки или ткань впитывают воду, брюки в дождливую погоду сильно намокают снизу и т. д. Под выпуклой поверхностью (жидкость не смачивает капилляр) лапласово давление положительное и жидкость в капилляре опускается. Чем меньше радиус капилляра, тем больше высота подъема (или опускания) жидкости (см. задачу ниже).

Пример решения задачи

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжениемчто называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

Решение:

На жидкость в капилляре действуют сила тяжести и сила поверхностного натяжения ( что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжениемнаправлена вертикально вверх (по касательной к поверхности мениска). Подъем жидкости в капилляре будет продолжаться до тех пор, пока сила тяжести поднятого столба жидкости не уравновесит силу поверхностного натяжения: mg = что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением( *), где m — масса жидкости.

Поиск математической модели, решение

что называется поверхностным натяжением. Смотреть фото что называется поверхностным натяжением. Смотреть картинку что называется поверхностным натяжением. Картинка про что называется поверхностным натяжением. Фото что называется поверхностным натяжением

где R — радиус кривизны мениска (при полном смачивании r=R).

Ответ: (Данные выводы следует запомнить!)

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *