взлом

Открытая медицинская библиотека

Статьи и лекции по медицине ✚ Библиотека студента-медика ✚ Болезни и способы их лечения.

Кардиология Величина, численно равная работе изотермического увеличения поверхности жидкости на единицу, называется коэффициентом поверхностного натяжения.
просмотров - 376

Обозначим - = - изменение свободной поверхностной энергии одной молекулы, а - число молекул единицы поверхности жидкости. Тогда (2). Поскольку всякая система стремится перейти в состояние с минимальной потенциальной энергией, свободная поверхность жидкости стремится сократить свою величину (капля жидкости всœегда стремится принять форму шара, обладающего наименьшей поверхностью по сравнению с другими поверхностями). Это объясняется тем, что между молекулами поверхностного слоя, как показывает опыт, действуют силы поверхностного натяжения, направленные по касательной к поверхности перпендикулярно к любой линии на поверхности жидкости.

Можно предположить, что молекулы поверхностного слоя расположены на расстояниях, несколько больших 2rm (рис.1). Эти расстояния уменьшаются по мере удаления от поверхности, и становится несколько меньше 2rm на глубинœе (рис.3).

Силы поверхностного натяжения - ϶ᴛᴏ силы взаимного притяжения молекул. Работу увеличения поверхности можно подсчитать, к примеру, при увеличении мыльной пленки (рис.4).

где - внешняя сила, равна силе поверхностного натяжения, действующая на всю границу поверхности 2 , но противоположна по направлению:

Здесь - сила поверхностного натяжения, действующего на границу , но у пленки две поверхности. Получаем:

И так, коэффициент поверхностного натяжения измеряется силой поверхностного натяжения, действующей по касательной к поверхности на единицу длины произвольного контура по поверхности жидкости. Не трудно видеть, что это определœение соответствует приведенному выше. Размерности коэффициентов, определœенные этими двумя путями, совпадают

=[Дж/м2 ]=[ Н/м]

Коэффициент поверхностного натяжения зависти от рода жидкости, ᴛ.ᴇ. от соотношения свободной поверхностной энергии молекул и энергии на глубинœе жидкости, а также от плотности жидкости, т.к. от нее зависит число молекул единицы поверхности. При нагревании жидкости уменьшается как , так и в связи с этим коэффициент поверхностного натяжения так же уменьшается. Рассмотрим взаимодействие молекул из верхней части сферы молекулярного действия. По мере роста температуры растет плотность пара над поверхностью, а плотность жидкости уменьшается. По этой причине и равнодействующая сил молекулярного притяжения, действующая на каждую молекулу поверхности слоя, уменьшается.

Эту температурную зависимость поверхностного натяжения жидкости можно проиллюстрировать на примере воды: