A mechanizmus a előfordulása a felületi feszültség
Ábra. 2-2,4. Drótváz szappant film
Ha, például rövidszénláncú drótváz, amelynek egyik oldalán a mozgatható AB (ábra. 2-2,4), szappanos oldatot, az egész folyékony film késik. Felületi feszültség erők sürgesse zsugorodik a fólia, és a felfüggesztett gerenda AB, miután a filmet mozog felfelé. Ahhoz, hogy a bárban kell alkalmazni F erő a terhelés (ez tartalmazza a súlya a keresztléc), hogy tartsa egyensúlyban.
Felületi F erő tekintettel arra, hogy a film két felülete van (film jelentése réteg folyékony) egyenlő a terhelés P egyensúlyi tömeg:
Ha az erő a keresztléc, ő magával ragadott a film által mozgatott távolságban dh pozícióig AB, a munkát az F erő. egyenlő. Ez a munka egy csökkenés a szabad energia dF film. amely, mint tudjuk, egyébként. Ebben az esetben. ahol l - keret hosszát. itt
Tól (2-2,4) következik, hogy a felületi feszültséget lehet meghatározni, mint az értéke egyenlő a felületi feszültség ható erő egységnyi hossza a vonal, amely a határ folyadék, azaz. E.
F erő merőleges bármely eleme a folyadék felszínén L. határoló hossza, és érintkeznek a felületén.
Ahhoz, hogy megértsük, hogyan felületi feszültség ható erő a felület mentén, szükséges figyelembe venni, hogy amellett, hogy a nehézségi erőre a felületi réteg molekulák is más erők, amelyek nem engedik ezeket a molekulákat, hogy beköltözik a folyadék, azaz a. E. erő a belső molekulák réteg. A felszín közelében tartja a dinamikus egyensúly: a molekulák számát a felületre minden második belső régiók a molekulák száma minden egyes második kimenő réteg a belső felület.
Dinamikus egyensúly csak akkor lehetséges, azzal a feltétellel, hogy a sűrűsége molekulák a felületi réteg kisebb, mint a belsejében a folyadék. Nézzük tisztázni ezt az állítást a következő érv. Annak érdekében, hogy mozgassa a belső rétegek a felszínre, a molekulák kell „push” a felületi réteg a molekulák és leküzdeni a gravitációs erő hatására a belső rétegek molekulák, arra törekedve, hogy tartsa ott.
Ábra. 2-2,7. Felületi feszültség
nyomás pozitív (ábra 2-2,7.), abban az esetben a homorú - negatívan (az utóbbi esetben, a felületi réteg a célzáshoz csökken, húzódik a folyadék). Az érték DP további nyomást kell nyilvánvalóan növeli a növekedés a felületi feszültség és a felület görbületét az.
Nagysága a további nyomófelület úgy számítjuk ki, a Laplace-egyenlet:
Amennyiben R1 és R2 - görbületi sugara a felületi réteg, a értéke
ahol R - a gömb sugarának. További nyomást DP (néha Laplace nyomás) következtében a folyadék szintje változása a kapilláris csövekben. Ezért nevezik a kapilláris nyomás.
Ha a folyadék teljesen nedvesíti a kapilláris falán, annak felülete konkáv alakú (DP<0), если полностью не смачивает – выпуклую (DP>0). Ezért, ha a kapilláris nedvesítő folyadék szintje az ott magasabb, mint amikor nincs nedvesítő tartály (ábra. 2-2,6). A folyadék felfelé vagy lefelé a kapilláris csőben, amíg a további nyomást DP nem egyenlő a hidrosztatikus nyomás növelheti vagy csökkentheti a folyadékoszlop. Ha azt feltételezzük, hogy a folyadék teljesen nedvesíti a felületén a kapilláris, a görbületi sugár R a meniszkusz egybeesik a belső sugara r a cső. Szerint a Laplace-egyenlet és a hidrosztatikai nyomás felírható:
ahol r - a sűrűsége a folyékony, h - a magassága annak emelési, g - nehézségi gyorsulás.
Egyenletből (2-2,8) meg tudja határozni a felületi feszültségét:
(9) általános használt, mint a munka meghatározásában a felületi feszültséget a kapilláris módszerrel.