ВЛАСТИВОСТІ РІДИН. ПОВЕРХНЕВИЙ НАТЯГ

Фізичні властивості рідин

• Зберігають об’єм і набувають форми посудини
• Густина (густота молекул) майже така сама як і в твердих тілах.
• Сили взаємодії досить великі, хоча менші, ніж в твердих тілах
• Молекули здійснюють безперервні хаотичні коливання в положенні рівноваги.
• Ближній порядок розміщення молекул

Поверхнева енергія

• На межі поділу рідини та газу, у рідині спостерігаються явища – поверхневі.
• Молекули на поверхні володіють надлишковою потенціальною енергією – поверхневою енергією.

​

σ – коефіцієнт поверхневого натягу

Коефіцієнт поверхневого натягу

• залежить від температури
• залежить від наявності і природи домішок

Коефіцієнт поверхневого натягу для деяких рідин ( 10⁻³ Н/м при 20 °C)

Поверхневий натяг

• Існуючі сили намагаються скоротити площу поверхні до мінімуму.
• Сили напрямлені до межі самої поверхні і по дотичній до неї.
• Сума цих сил – сила поверхневого натягу.
• Поверхня рідини, як гумова плівка, прагне стиснутися.

Поверхневий натяг

Поверхневий натяг

При рівних об'ємах тіл мінімальна площа поверхні – у кулі, тому краплі рідини мають кулясту форму.

​

Сила поверхневого натягу

F~l

F=σl

l – довжина межі рідина-тіло

Змочування

Якщо сили притягання між молекулами рідини і твердого тіла переважають сили притягання між молекулами рідини – змочування.

Незмочування

Якщо сили притягання між молекулами рідини переважають сили притягання між молекулами рідини і твердого тіла - незмочування

​

Крайовий кут

незмочування

змочування

Капілярні явища

• Сили поверхневого натягу створюють додатковий тиск під поверхнею (тиск Лапласа)

Меніск

Капілярні явища

Капіляр - тоненька трубка.

​

Умова рівноваги піднятої рідини у капілярі – сила тяжіння врівноважується силою поверхневого натягу:

​

Висота підняття рідини в капілярі:

​

Капілярні явища

Задачі

• За яких умов рідина змочує тверде тіло? Не змочує тверде тіло?
• В якому капілярі вода підніметься на більшу висоту: 0,5 мм чи 0,1 мм?
• З крана падають краплі води. Коли краплини більші – коли вода холодна чи коли гаряча?
• Чому маленькі краплі роси на листках деяких рослин мають форму кульок, а листки інших рослин покриває шаром?
• Як пояснити походження народної приказки: “Як з гуски вода”?

Задачі

• Де вище піднімається вода у капілярах рівного радіуса – біля підніжжя високої гори чи на її вершині? Чому?
• Чому шматочок цукру, покладений на мокрий стіл, незабаром весь просочується водою?
• Чому розтікається чорнило на папері поганої якості?
• Якої форми набувають краплі жиру на поверхні води у тарілці? Чому?
• Яка тканина більше підходить для намету – та, яку вода змочує, чи та , яку вода не змочує?

Задачі

• Чи повинні фарба або лак змочувати поверхню, на яку їх наносять?
• Тонка сталева голка може “лежати” на поверхні води. Чи вдасться цей експеримент, якщо перед ним ретельно протерти голку спиртом?
• Чому рушники не шиють із шовку?
• Як зміниться коефіцієнт поверхневого натягу води після її нагрівання?
• Чи можна налити воду в склянку вище за її краї?