КС. Поверхностное натяжение

Поверхностное натяжение

\(~W_p = \sigma \cdot S\) ,

где W_p – поверхностная энергия (потенциальная энергия поверхностного слоя жидкости) (Дж); σ – удельная поверхностная энергия или коэффициент поверхностного натяжения (табличная величина) (Дж/м² или Н/м); S – площадь поверхности жидкости (м²).

• Мыльные пузыри имеют две поверхности (наружную и внутреннюю оболочки), поэтому площадь их поверхности необходимо умножать на 2.

\(~A = \sigma \cdot \Delta S\) ,

где A – работа внешних сил, совершаемая при изотермическом увеличении площади жидкости (Дж); σ – удельная поверхностная энергия или коэффициент поверхностного натяжения (табличная величина) (Дж/м² или Н/м); ΔS – изменение площади поверхности жидкости (м²).

• Мыльные пузыри имеют две поверхности (наружную и внутреннюю оболочки), поэтому площадь их поверхности необходимо умножать на 2.
• ΔS > 0, если площадь поверхности увеличивается, ΔS < 0, если площадь поверхности уменьшается.
• А` = –А, где А` – работа сил поверхностного натяжения.

\(~F = \sigma \cdot l_p\) ,

где F – сила поверхностного натяжения жидкости (Н); σ – удельная поверхностная энергия или коэффициент поверхностного натяжения (табличная величина) (Дж/м² или Н/м); l_p – длина границы поверхности жидкости (м).

\(~p_d = \frac{2 \sigma}{R}\) ,

где p_d – дополнительное (лапласовское) давление жидкости под мениском (Па); R – радиус мениска (м).

• В мыльной пленке две поверхности, поэтому дополнительное давление \(~p_{pl} = \frac{4 \sigma}{R}\) .

\(~h = \frac{2 \sigma}{\rho \cdot g \cdot R}\) ,

где h – высота подъема (опускания) столба жидкости в капилляре (м); ρ – плотность жидкости в капилляре (кг/м³); R – радиус капилляра (м); g – ускорение свободного падения в данной местности (м/с²).

• Если жидкость смачивает капилляр, то жидкость будет подниматься; если жидкость не смачивает капилляр, то жидкость – опускаться.