Поверхневий натяг

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Краплина роси на листку має майже сферичну форму
Комахи на поверхні води
Експеримент: розділення краплі води

Поверхне́вий на́тяг — фізичне явище, суть якого полягає в прагненні рідини скоротити площу своєї поверхні при незмінному об'ємі.

Загальний опис[ред. | ред. код]

Характеризується коефіцієнтом поверхневого натягу.

Завдяки силам поверхневого натягу краплі рідини приймають максимально близьку до сферичної форми, виникає капілярний ефект, деякі комахи можуть ходити по воді.

Поверхневий натяг виникає як у випадку поверхні розділу між рідиною й газом, так і у випадку поверхні розділу двох різних рідин.

Своєю появою сили поверхневого натягу завдячують поверхневій енергії.

Для зменшення сил поверхневого натягу використовуються поверхнево-активні речовини.

Тиск під викривленою поверхнею[ред. | ред. код]

Поверхневий натяг призводить до появи додаткового тиску під викривленою поверхнею рідини. Цей тиск визначається рівнянням Юнга-Лапласа

,
Експеримент: поверхневий натяг мильної води

де і  — два локальні радіуси кривизни поверхні,  — коефіцієнт поверхневого натягу.

Термодинаміка[ред. | ред. код]

Робота, необхідна для збільшення поверхні рідини:

Зміна вільної енергії дорівнює роботі, виконаній над тілом при ізотермічному процесі. Звідти при постійних температурі та тиску, маємо

де є вільною енергію, а є площею поверхні.

Вільна енергія визначається з рівняння , де це — ентальпія та це — ентропія. З цього ми можемо отримати значення частинної похідної ентропії по температурі:

Бачимо, що поверхнева енергія (на відміну від вільної поверхневої енергії) залежить не лише від коефіцієнту поверхневого натягу, а також від його похідної за температурою. Це видно у рівнянні:

Табличка для різних рідин[ред. | ред. код]

Дані наведені у дин/см = 10−3 Н/м (при температурі 20 °C)

Азотна кислота 70% 59,4
Анілін 42,9
Ацетон 23,7
Бензол 29,0
Вода 72,86
Гліцерин 59,4
Нафта 26
Ртуть 465
Сірчана кислота 85% 57,4
Етиловий спирт 22,8
Оцтова кислота 27,8
Етиловий ефір 16,9


Сигма=Fпр/s

Див. також[ред. | ред. код]

Література[ред. | ред. код]

  • Світлий Ю. Г., Білецький В. С.. Гідравлічний транспорт (монографія). — Донецьк: Східний видавничий дім, Донецьке відділення НТШ, «Редакція гірничої енциклопедії», 2009. — 436 с. ISBN 978-966-317-038-1

Посилання[ред. | ред. код]