Рис. 2а Рис. 2б

2. Явление смачивания характеризуется краевым

углом

θ между поверхностью твердого тела и мениском в точках их пересечения, т. е. в точках периметра смачивания, Жидкость называется смачивающей

твердое тело, если краевой угол острый: 0 ≤ θ < (рис.2).

Например, вода смачивает чистое стекло, ртуть смачивает цинк. Для жидкостей, не смачивающих твердое тело, краевой угол тупой: π/2 < θ < π (рис. 2б). Например, вода не смачивает парафин, ртуть не смачивает чугун. Если θ = 0, смачивание считается идеальным; θ= π соответствует идеальному несмачиванию.

При θ =0 и θ = π наблюдается сферическая форма мениска, вогнутая или выпуклая. При θ = л/2 жидкость имеет плоскую свободную поверхность. Этот случай называется отсутствием смачивания и несмачивания.

3. Различие краевых углов в явлениях смачивания и несмачивания объясняется соотношением сил притяжения между молекулами твердых тел и жидкостей и сил межмолекулярного притяжения в жидкостях. Если силы притяжения между молекулами твердого тела и жидкости больше, чем силы притяжения молекул жидкости друг к другу, то жидкость будет смачивающей. Если молекулярное притяжение в жидкости превышает силы притяжения молекул жидкости к молекулам твердого тела, то жидкость не смачивает твердое тело.

4. Искривление поверхности жидкости создает дополнительное (избыточное) давление на жидкость по сравнению с давлением под плоской поверхностью. Для сферической поверхности жидкости, при краевом угле д, равном 0 или я, дополнительное давление рм равно

где σ — коэффициент поверхностного натяжения, R — радиус сферической поверхности; рм>0, если мениск выпуклый; рм<0, если мениск вогнутый (рис.3). При выпуклом мениске рм у в е л и ч и в а е т то давление, которое существует под плоской поверхностью жидкости (например, атмосферное давление на свободную поверхность жидкости).

При вогнутой мениске давление под плоской поверхностью у м е н ь ш а е т с я на величину рM. Дополни тельное давление внутри сферического пузыря радиусаR вызывается избыточным давлением на обеих поверхностях пузыря и равно рМ=4σ/R.

5. Узкие цилиндрические трубки с диаметром около миллиметра и менее называются капиллярами. Уровень идеально смачивающей (несмачивающей) жидкости в капилляре радиуса r выше (ниже), чем в сообщающемся с ним широком сосуде, на высоту h, равную