Молекулярная физика. Ларионов А.Н - 11 стр.

                                    11
тяже-

сти, действующая на масло, согласно закону Архимеда компенсируется вытал-
кивающей силой окружающей жидкости, делая капли масла как бы невесомы-
ми. Форме шара соответствует наименьшая поверхность данного объема. Сле-
довательно, под действием сил внутреннего давления поверхность жидкости
сокращается до минимальных размеров, то есть поверхностный слой жидкости
подобен эластично растянутой пленке. Все явления, вызванные внутренним
давлением, можно объяснить, рассматривая действие такой растянутой плен-
ки.
      Выделим мысленно на поверхности жидко-
сти круговой контур длиной ℓ (рис.13). Молеку-
лы жидкости, составляющие контур, притягива-
ются молекулами, расположенными внутри кон-
тура. Силы притяжения направлены по касатель-
ной к поверхности жидкости и перпендикулярно
к контуру. Сумма сил притяжения, действующих
на контур, ограничивающий поверхность жид-
кости, называется силой поверхностного натя-
жения. Эта сила пропорциональна числу молекул, прилегающих к контуру,
которое пропорционально длине ℓ контура, то есть
                               F=σ·ℓ,                            (2)
где коэффициент пропорциональности σ, зависящий от природы жидкости, на-
зывается коэффициентом поверхностного натяжения. С такой же силой по-
верхностного натяжения на контур действуют и молекулы, расположенные вне
его, поэтому контур находится в равновесии.
      Действие силы поверхностного натяжения можно обнаружить, если,
«натянув» мыльную пленку на проволочную рамку, положить на пленку кон-
тур из тонкой нити (рис.14.а), а затем проткнуть пленку внутри петли
(рис.14.б).
                                Под действием силы поверхностного натяже-
                                ния со стороны сохранившейся части пленки
                                контур немедленно растянется, приняв фор-
                                му окружности. Из формулы (2) следует:
                                                 σ=F/ℓ.           (3)
                                Таким образом, коэффициент поверхностно-
                                го натяжения равен отношению силы поверх-
                                ностного натяжения, действующей на кон-
тур, ограничивающий поверхность жидкос-ти, к длине этого контура. Выража-
ется коэффициент σ в (Н/м). Коэффициент поверхностного натяжения жидко-
сти имеет порядок 10-2-10-1 Н/м; например, для воды он равен 0,73 Н/м, для
ртути – 0,54 Н/м. Повышение температуры приводит к уменьшению коэффи-