Жидкость в капиллярах.

Поверхностно активные вещества

Существуют такие вещества, называемые поверхностно активными, которые могут изменять коэффициент поверхностного натяжения жидкостей. К таким веществам относятся, например, мыло, которое уменьшает коэффициент поверхностного натяжения воды. Также по отношению к воде поверхностно активными являются нефть, спирт, эфир и многие другие жидкие и твердые вещества.

 

Капиллярные явления. Капиллярами называют сосуды с маленьким поперечным сечением (внутренний диаметр меньше 1мм). Важная особенность капилляров заключается в том, что поверхность жидкости в них искривлена за счет смачивания и несмачивания.

Искривленная форма поверхности жидкости в капиллярной трубке носит название мениска.

Мениск в зависимости от смачивания и несмачивания бывает соответственно:

вогнутым и выпуклым

Изогнутость поверхности жидкости в капилляре обусловлена поверхностным натяжением.

смачивание несмачивание

 

 

Рисунок 20.

 

Под искривленной поверхностью жидкости в капилляре действует добавочное давление, обусловленное поверхностным натяжением. Добавочное давление стремится сделать изогнутую поверхность жидкости плоской.

Кроме того, действует гидравлическое или нормальное давление – давление жидкости на дно сосуда. Нормальное давление направлено всегда вниз, к дну сосуда. А дополнительное давление при смачивании направлено вверх. Поэтому в капиллярной трубке при смачивании гидравлическое давление меньше на величину . И, чтобы скомпенсировать действие дополнительного давления, жидкость в капилляре поднимается на определенную высоту (рис.20). При несмачивании дополнительное давление направлено вниз и совпадает с гидравлическим. Поэтому это давление больше на величину . Не смачиваемая жидкость опускается в капилляре на некоторую высоту, чтобы скомпенсировать действие добавочного давления. Высота поднятия смачивающей жидкости в капилляре определяется по формуле: