Составители:
Рубрика:
62
Образование и развитие зародышей новой фазы в первоначально од-
нородной среде, находящейся в метастабильном состоянии, также опре-
деляется поверхностными явлениями (с этим связано повышение ра-
створимости малых капель и кристалликов и повышение над ними дав-
ления насыщенного пара).
Поверхностное натяжение в жидкостях
Поверхностное натяжение обусловлено силами притяжения между
молекулами. Внутри жидкости силы притяжения между молекулами
взаимно компенсируются, а на молекулы, находящиеся вблизи поверх-
ности, действует не скомпенсированная результирующая сила, направ-
ленная внутрь от поверхности жидкости. При перемещении молекулы
на поверхность жидкости совершается работа против сил внутреннего
давления. В процессе движения к поверхности жидкости молекулы те-
ряют часть кинетической энергии и приобретают определенную потен-
циальную энергию, называемую поверхностной энергией.
Необходимый для устойчивого равновесия жидкости минимум ее
потенциальной энергии реализуется в том случае, когда площадь сво-
бодной поверхности жидкости оказывается наименьшей. Состоянию
устойчивого равновесия жидкого несжимаемого тела соответствует ми-
нимум отношения площади его поверхности к объему. Поэтому взве-
шенные в воздухе малые капли жидкости имеют сферическую форму.
Жидкость стремится сократить площадь свободной поверхности, и вслед-
ствие этого поверхностный слой подобен растянутой упругой пленке –
в нем действуют силы натяжения.
Однако между поверхностным слоем жидкости и упругой пленкой
имеется существенное различие. Поверхностное натяжение жидкостей
не зависит от размеров свободной поверхности и стремится сократить
ее до нуля. Натяжение обычной упругой пленки прямо пропорциональ-
но ее деформации и равно нулю при определенной конечной площади
поверхности пленки. Указанная особенность жидких пленок связана с
тем, что при изотермическом растяжении (сжатии) этих пленок изменя-
ется число молекул в поверхностном слое, а средние расстояния между
молекулами и определяемые этими расстояниями силы межмолекуляр-
ного взаимодействия не изменяются. Поэтому величина поверхностно-
го натяжения не зависит от площади свободной поверхности жидкости.
Плотностью поверхностной энергии (коэффициентом поверхно-
стного натяжения) называется отношение работы, требующейся для
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 60
- 61
- 62
- 63
- 64
- …
- следующая ›
- последняя »
