Теоретические основы защиты окружающей среды. Ветошкин А.Г. - 21 стр.

ры, которая называется мениском. У смачивающей жидкости образуется во-
гнутый мениск, а у несмачивающей - выпуклый.




    Рис. 1.2. Форма поверхности смачивающей (а) и несмачивающей (б)
                жидкостей и капиллярные явления в трубках

     Так как площадь изогнутой поверхности мениска больше, чем площадь
внутреннего сечения трубки, то жидкость, стремясь к минимуму энергии, под
действием молекулярных сил будет пытаться создать плоскую поверхность.
Возникает дополнительное давление Р. При смачивании (вогнутый мениск)
оно направлено от жидкости, а при несмачивании (выпуклый мениск) -
внутрь жидкости. Величина этого давления определена французским ученым
П.Лапласом и потому его часто называют лапласовским.
     При погружении узкой трубки в смачивающую жидкость лапласовское
давление поднимает последнюю над ее уровнем в широком сосуде с плоским
мениском. При несмачивающей жидкости имеет место противоположная
картина (см. рис. 1.2). Явления, обусловленные втягиванием или выталкива-
нием жидкости в капиллярах (трубки, диаметр которых соизмерим с диамет-
ром волоса), называются капиллярными явлениями.
     Равновесная высота h подъема (опускания) жидкости в капилляре с ра-
диусом r определяется по формуле
               h = 2σ.cosθ/(ρ.g.r),                   (1.12)
где σ- поверхностное натяжение жидкости; ρ - плотность жидкости; g - ус-
корение свободного падения.
     Можно показать, что силы лапласовского давления не только поднима-
ют и опускают жидкость в тонких капиллярах, но и стремятся притянуть
(смачивающая жидкость) или оттолкнуть (несмачивающая жидкость) твер-
дые поверхности, в контакте с которыми находятся (частицы круглой формы,
параллельные пластины и т.д.).
     Явления смачивания и капиллярные явления играют большую роль в
природе. По капиллярам растений поднимается влага из почвы, достигая всех
его частей вплоть до вершины. По капиллярам почвы влага поднимается на
ее поверхность, где испаряется, а земля иссушается.
     В технике смачивание и капиллярные явления в ряде случаев также иг-
рают определяющую роль, например при сушке капиллярно-пористых тел
(древесина, бетон, другие строительные материалы), при окомковании мел-

                                   21