Давление под изогнутой поверхностью жидкости

Вывод формулы Лапласа.

Рассмотрим сферическую каплю жидкости (рис. 4). Оценим добавочное давление создаваемое силами поверхностного натяжения. По определению давления, с учетом соотношения (4):

, где -радиус капли, после сокращения имеем: (5) - это формула Лапласа.

В общем случае, для поверхности любой формы добавочное давление определяется соотношением:

(6)

Следует помнить, что радиусы кривизны и

поверхностей в формуле (6) алгебраи- Рис.4

ческие величины. Если центр кривизны

нормального сечения находится под свободной поверхностью (рис.5),

то r>0 (соответственно, добавочное давление ), Если над (рис.6),
то r<0, .

Рис.5 Рис.6

Капиллярные явления, смачивающие и несмачивающие жидкости.
Подъем и опускание жидкости в капилляре

При рассмотрении явлений на границе раздела различных сред следует иметь в виду, что поверхностная энергия жидкости или твердого тела зависит не только от свойств данной жидкости или твердого тела, но и от свойств того вещества, с которым они граничат, т.е. нужно рассматривать суммарную поверхностную энергию 2-х граничащих друг с другом веществ. Если граничат между собой три вещества, то вся система принимает конфигурацию, соответствующую минимуму суммарной энергии.

Угол (тета), отсчитываемый между касательными к поверхности твердого тела и к поверхности жидкости, внутри жидкости, называется краевым углом.

Жидкость смачивает твердое тело, если (рис.7), при

имеет место явление полного смачивания. При жидкости не смачивает твердое тело (рис.8), при имеем полное несмачивание.

Рис. 7 Рис.8

Существование явлений смачивания и несмачивания приводит к тому, что вблизи стенок сосуда наблюдается искривление поверхности жидкости. В узкой трубке - капилляре искривленной оказывается любая поверхность. Такая поверхность называется мениском.

Дата добавления: 2015-06-26