Dacă suprafața lichidului este plată (de exemplu, lichidul este plasat într-un vas larg), atunci presiunea la punctele imediat superioare și sub suprafața este aceeași; într-un vas deschis este egal cu presiunea atmosferică. Cu toate acestea, o suprafață de interfață curbată acționează suplimentar așa-numita presiune capilară sau internă # 8710; p; această presiune se datorează tensiunii de suprafață # 963; și este asociat cu tendința suprafeței de a contracta. Cu cât este mai mare # 963; și cu cât este mai mare curbura suprafeței (curbura este determinată de cantitate, unde r este raza curburii), cu atât este mai mare magnitudinea absolută a acestei presiuni.
Pentru o suprafață sferică
Raza de curbură este considerată pozitivă pentru o suprafață convexă și negativă pentru o suprafață concavă.
Dacă lichidul se află într-un capilar cu o rază r0. și unghiul de contact de umezire a suprafeței interioare a capilarului este # 952; (Figura 1.11), raportul dintre raza de curbură a suprafeței lichidului și raza capilară este exprimată prin formula
și presiunea capilară
# 8710; p este pozitiv pentru umezeala slabă (# 952;> 90 °, conicul meniscus) și negativ pentru bine (meniscus concav).
Fig. 1.11. Raza de curbură a suprafeței lichide
Prin urmare, dacă un tub capilar este coborât într-un lichid într-un vas larg (adică cu o suprafață plană), atunci sunt posibile două cazuri (Figura 1.12):
a) suprafața interioară a tubului este liofilizată: nivelul lichidului din tub va fi mai mare decât în vas;
b) suprafața interioară a tubului este lyofobică: nivelul lichidului din tub va fi mai mic decât în vas.
Acest efect va fi cu atât mai pronunțat, cu atât mai mică va fi raza capilarului. De exemplu, apa poate crește foarte mult pe capilare subțiri de apă.
Se calculează cantitatea de ridicare sau coborâre a nivelului lichidului h, deoarece presiunea excesivă (coloana 1.12, a) sau lipsa (1.12, b) a coloanei de lichid de înălțime h este echilibrată de presiunea capilară:
unde # 961; Este densitatea lichidului; Accelerarea gravitației.
Din ecuațiile (1.13) și (1.14)
Figura 1.12. Comportamentul lichidului în soluția umectabilă (a)
și capilare ne-umectabile (b)
Datorită presiunii capilare, lichidul care umezește bine suprafața capilarelor se poate "strânge" spontan în capilarele și porii înclinați. După cum se poate observa din Fig.1.13, lichidul trebuie să se deplaseze spontan de-a lungul capilarului spre dreapta datorită diferenței de presiune capilară:
Fig. 1.13. Mișcarea spontană a lichidului prin capilar
Dacă două plăci sunt coborâte în lichid (Fig.1.14), atunci meniscul are în acest caz o formă cilindrică și
unde d este distanța dintre plăci.
Această valoare reduce presiunea internă a lichidului. Prin urmare, dacă două plăci (cu o suprafață hidrofilă) sunt pliate astfel încât un strat subțire de lichid să rămână între ele, ele vor fi atrase unul cu celălalt cu forță
unde este suprafața umezită cu lichid.
Pentru a rupe o placă de cealaltă, trebuie să aplicați forța F> f perpendiculară pe suprafața plăcilor.
Din acest motiv particulele de pulberi din materialele hidrofile (nisip etc.) după umectare cu apă aderă împreună (nisipul umed nu conține praf, poate fi turnat).
Fig. 1.14. Atragerea în apă a două plăci cu
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: