Молекулярная физика. Термодинамика. Шишлянникова Л.М. - 23 стр.

UptoLike

Составители:

Рубрика:

Рис. 1

заштрихованная часть сферы, что снова дает равнодействующую,

направленную внутрь жидкости. Эта равнодействующая обращается в

нуль, когда сфера целиком выходит из жидкости (рис. 1, е).

Таким образом, в поверхностном слое жидкости обнаруживается

нескомпенсированность молекулярных сил: частицы жидкости,

находящиеся в этом слое, испытывают направленную внутрь силу

притяжения остальной частью жидкости, нормально к ее поверхности. Для

перевода молекулы из толщи жидкости к ее границе, т. е. образования

новой поверхности жидкости, необходимо совершить работу по

определению сил сцепления.

Рассмотрим вопрос об энергии поверхностного слоя жидкости.

Частицы такого слоя имеют кинетическую энергию теплового движения и

потенциальную энергию, обусловленную силами межмолекулярного

взаимодействия. Средняя кинетическая энергия частиц зависит от

температуры. В случае равновесного состояния температура постоянная по

всему объему жидкости. Поэтому в среднем кинетическая энергия молекул

поверхностного слоя и молекул, находящихся внутри объема жидкости,

одинакова. Иначе обстоит дело с потенциальной энергией. При переходе

молекул из внутренних частей жидкости на ее поверхность они должны

совершать работу против направленных внутрь жидкости сил притяжения

со стороны других частиц жидкости. Эта работа идет на увеличение

потенциальной энергии молекул, переходящих в поверхностный слой.

Следовательно, частицы поверхностного слоя имеют большую

потенциальную энергию, чем частицы внутри жидкости. Разность между

потенциальной энергией частиц поверхностного слоя жидкости и

потенциальной энергией частиц внутри ее называется поверхностной

энергией

, величина которой пропорциональна площади поверхности

жидкости:

,SЕ

⋅=α

(1)