Поверхностное давление и капиллярное действие

Физика > Поверхностное давление и капиллярное действие

Притяжение между молекулами приводит к поверхностному давлению и капиллярному действию.

Задача обучения

Разобраться в поверхностном давлении и капиллярном действии.

Основные пункты

• Притягательные силы между молекулами одного типа именуются когезионными силами (когезия).
• Адгезионные силы – притяжение между молекулами разных типов (адгезия).
• Поверхностное давление – умение жидкости противостоять внешней силе.
• Капиллярное действие (капиллярность) – способность жидкости течь в узких пространствах без помощи и противостоять внешним силам (гравитация).

Термины

• Давление – величина силы, воздействующей на определенную часть поверхности.
• Межмолекулярный – от одной молекулы к другой.

Когда притягательные силы возникают между однотипными молекулами, то мы смотрим на когезионные силы. Такие жидкости можно хранить в открытых сосудах, так как сила сцепления удерживает жидкость вместе. Если же речь идет о разных типах, то это адгезионные силы. Именно поэтому капли прилипают к оконным стеклам.

Поверхностное давление

Это умение жидкости сопротивляться внешней силе. Это просматривается в способности некоторых объектов держаться на поверхности воды, а определенные насекомые даже умудряются по ней бегать.

За появление эффекта ответственность несет сила сцепления. В массе жидкости каждая молекула вытягивается одинаково во всех направлениях, что сводит чистую силу к нулю. На поверхности молекулы встречаются с другими, поэтому тянутся внутрь. Это приводит к внутреннему давлению и заставляет жидкие поверхности сжиматься до минимальной площади.

Схема сил на молекулярной жидкости при поверхностном давлении

Измеряется в единице силы на единицу длины, или энергия на площадь.

Капиллярное действие

Это умение жидкости течь в узких пространствах без содействия внешних сил (как гравитация). Можно заметить в различных материалах, вроде тонкой трубки, бумаги и т.д. Если диаметр слишком маленький, то поверхностное давление и сцепление заставляют жидкость подниматься.

В некоторых парах, вроде ртути и стекла, межмолекулярные силы превосходят молекулярные, поэтому формируется выпуклость, а капиллярное действие работает наоборот.

Капиллярное действие воды по сравнению со ртутью и в соотношении к стеклу

---