Cтраница 1
Молекулы поверхностного слоя жидкости обладают избытком энергии сравнительно с молекулами, находящимися внутри жидкости. Эта избыточная энергия называется свободной поверхностной энергией или просто поверхностной энергией. Указанными свойствами поверхностного слоя обусловлено особое его состояние, которое подобно состоянию натянутой упругой пленки, стремящейся сократить свою поверхность до малых размеров. Это стремление жидкости сократить свою свободную поверхность называется поверхностным натяжением. [1]
Молекулы поверхностного слоя жидкости имеют некоторую избыточную потенциальную энергию по сравнению с молекулами глубинных слоев: при выходе частиц на поверхность затрачивается определенная работа. Из курса механики известно, что когда тело находится в равновесии, его потенциальная энергия минимальна. Поэтому жидкость в невесомости приобретает форму шара. [2]
Почему молекулы поверхностного слоя жидкости находятся в другом энергетическом состоянии, нежели молекулы, расположенные в объеме. [3]
Почему молекулы поверхностного слоя жидкости находятся в другом энергетическом состоянии, нежели молекулы, расположенные в объеме. [4]
Действительно, молекулы поверхностного слоя жидкости будут находиться под воздействием не только молекул жидкости, но и соседнего вещества. Однако, если это вещество газообразно, химически не реагирует с данной жидкостью и мало растворимо в ней, то присутствие постороннего газа обычно мало влияет на коэффициент поверхностного натяжения жидкости, потому что среднее расстояние между молекулами газа при обычных давлениях значительно больше, чем в жидкостях. Это дает известное основание говорить просто о коэффициенте поверхностного натяжения данной жидкоспи. Что она граничит со своим насыщенным паром или с атмосферным воздухом, насыщенным парами этой жидкости. [5]
Избыточную энергию у молекул поверхностного слоя жидкости сравнительно с молекулами, находящимися во внутренних слоях, называют поверхностной энергией. [6]
Кроме того, на молекулы поверхностного слоя жидкости действуют силы Ff, лежащие в плоскости, касательной к поверхности жидкости. Для всех молекул, лежащих внутри площадки 5, все эти силы Ft взаимно уравновешиваются. Однако для молекул, расположенных вдоль периметра площадки S, силы FL, направленные наружу, являются внешними силами; они перпендикулярны к периметру и касательны к поверхности жидкости. Эти внешние силы, растягивающие пленку, называют силами поверхностного натяжения. [7]
Кроме того, на молекулы поверхностного слоя жидкости действуют силы Р -, лежащие в плоскости, касательной к поверхности жидкости. [8]
Эту дополнительную потенциальную энергию молекул поверхностного слоя жидкости называют свободной энергией; за счет нее может быть произведена работа, связанная с уменьшением свободной поверхности жидкости. [9]
Из сказанного ясно, что молекулы поверхностного слоя жидкости обладают избыточной по сравнению с молекулами, находящимися в объеме жидкости, потенциальной энергией. Эта энергия, как всегда, измеряется работой, которую могут совершить молекулы поверхности, перемещаясь внутрь жидкости под действием сил притяжения со стороны молекул в объеме жидкости. [10]
Силами поверхностного натяжения называются результирующие силы, действующие на молекулы поверхностного слоя жидкости на границе раздела жидкости и другой среды, например, воздуха, стекла и др, в результате взаимодействия молекул жидкости между собой и взаимодействия молекул жидкости с молекулами другой среды. [11]
Взаимное притяжение нуклонов в ядре приводит к тому, что, находясь в поверхностном слое ядра, нуклоны, подобно молекулам поверхностного слоя жидкости, оказываются в несколько особых условиях, что вызывает существование своего рода поверхностного натяжения ядра. Вследствие этого деформации ядра, связанные с увеличением его поверхности, требуют затраты энергии; наиболее устойчивым является такое состояние, когда ядро обладает наименьшей поверхностью. [12]
Если давление газа или пара над свободной поверхностью жидкости мало превышает атмосферное, то газ можно считать идеальным газом и пренебрегать его взаимодействием с молекулами поверхностного слоя жидкости. [13]
Если давление газа или пара над свободной поверхностью жидкости мало превышает атмосферное, то газ можно считать идеальным газом и пренебрегать его взаимодействием с молекулами поверхностного слоя жидкости. Поэтому при низких давлениях поверхностное натяжение жидкости практически не зависит от давления газа над жидкостью. [14]
Поэтому на молекулы поверхностного слоя жидкости действует сила, направленная внутрь жидкости. Это значит, что некоторое количество молекул перешло из глубины жидкости в поверхностный слой. [15]