Поверхностное натяжение- сила, испытываемая молекулами жидкости на поверхности и направленная в глубину объема жидкости

Под действием этой силы молекулы имеют способность к погружению вглубь жидкости. Число молекул в поверхностном слое будет сокращаться и при отсутствии внешних сил жидкость стремится к минимальной площади и принимает форму шара. Такую форму шарообразной капли (независимо от ее размеров) приобретает жидкость в невесомости, что наблюдается во время полетов космических кораблей. В земных условиях большие капли сплющиваются под действием сил тяготения, а маленькие капли росы можно

наблюдать на листьях растений (рис2).

За счет сил поверхностного натяжения образуются мыльные пузыри, пена при намыливании рук, водомерки могут легко скользить по поверхности воды. Поверхностное натяжение препятствует просачиванию воды сквозь ткани, которые представляют собой тонкое переплетение нитей, и позволяют подниматься воде по тонким капиллярам в почве для питания корневой системы растений.

Если молекула переместится с поверхности внутрь жидкости, силы межмолекулярного взаимодействия совершат положительную работу. Наоборот, чтобы вытащить некоторое количество молекул из глубины жидкости на поверхность (то есть увеличить площадь поверхности жидкости), надо затратить положительную работу внешних сил ΔA_внеш, пропорциональную изменению ΔS площади поверхности(рис3):

ΔA_внеш = σΔS.

рис 3.

Коэффициент σ называется коэффициентом поверхностного натяжения (σ > 0). Таким образом, коэффициент поверхностного натяжения равен работе, необходимой для увеличения площади поверхности жидкости при постоянной температуре на единицу.

В СИ коэффициент поверхностного натяжения измеряется в джоулях на метр квадратный (Дж/м²) или в ньютонах на метр (1 Н/м = 1 Дж/м²). Последняя единица измерения отражает другой физический смысл коэффициента, а именно, как силу, действующую на единицу длины линии, являющейся границей поверхности жидкости.

Дата добавления: 2014-12-08