Краткая теория. Поверхностное натяжение жидкости объясняется существованием сил молекулярного взаимодействия на свободной поверхности

Поверхностное натяжение жидкости объясняется существованием сил молекулярного взаимодействия на свободной поверхности, соприкасающейся с газом или другой жидкостью. Известно, что между молекулами вещества действуют силы молекулярного притяжения и отталкивания. На рис.1 изображена зависимость сил отталкивания и притяжения двух соседних молекул от расстояния между их центрами. Равнодействующая сил притяжения Fпр и отталкивания Fот, действующих на каждую молекулу изображена пунктирной линией. Эта равнодействующая дважды обращается в нуль - при расстояниях 2r_m и r₀ . Условно r_m называется радиусом молекулы, а r₀ - радиусом сферы молекулярного действия. ( )( ).

Когда расстояние между центрами молекул становиться меньше сферы радиуса r₀ , центральная молекула притягивается ко всем молекулам, находящимся внутри этой сферы. ( рис.1).

Если в пределах сферы молекулярного действия плотность вещества одинакова, то равнодействующая сил притяжения, действующих на центральную молекулу, равна нулю. Если же плотность вещества неодинаковая, то равнодействующая сил молекулярного притяжения не равна нулю и направлена в сторону большей плотности. А потому на каждую молекулу поверхностного слоя толщиной d действуют силы молекулярного притяжения, перпендикулярные поверхности и направленные вглубь жидкости (рис2).

Под действием этих сил молекулы стремятся уйти с поверхности в глубину. Вместе с тем молекулы поверхностного слоя обладают избытком потенциальной энергии по сравнению с молекулами, находящимися в глубине жидкости. Устойчивое равновесие жидкости связано с минимум потенциальной энергии, т.е. с минимально возможной в данном состоянии величиной поверхности жидкости. При изотермическом увеличении площади поверхности жидкости совершенная работа равна увеличению свободной поверхностной энергии.

(1)

Где - свободная энергия одной молекулы на поверхности жидкости

- свободная энергия одной молекулы в глубине

- число молекул выведенных из глубины на поверхность жидкости

Дата добавления: 2015-01-29; просмотров: 378 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов

Читайте также:

ПОЧЕМУ МОГУТ ВОЗНИКНУТЬ ССОРЫ МЕЖДУ СУПРУГАМИ, В ТО ВРЕМЯ КАК ИХ ОТНОШЕНИЯ КАЖУТСЯ ПРОЧНЫМИ

Почему все попытки создания мегагосударств XX столетия провалились

Знаете ли вы? Почему вы не становитесь копией своей матери

ПОЧЕМУ ПСИХИЧЕСКИ ЗДОРОВЫМ ЛЮДЯМ МОЖЕТ ПОНАДОБИТЬСЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ СПЕЦИАЛИСТА

Рекомендуемый контект:

Поиск на сайте:

© 2015-2020 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление