Reklama

Мениск. Давление, создаваемое искривленной поверхностью жидкости

Искривление поверхности жидкости у краев сосуда легко обнаружить на опыте. Особенно отчетливо это видно в узких трубках, где искривляется вся свободная поверхность жидкости. В трубке с круглым сечением эта поверхность представляет собой часть поверхности сферы и называется мениском (от греческого «менискос» — лунный серп). У смачивающей жидкости образуется вогнутый мениск (рис. 10.8, а), а у несмачивающей выпуклый (рис. 10.8, б).IMG_20140519_0004_cr

Так как площадь поверхности мениска больше, чем площадь внутреннего сечения трубки, то под действием молекулярных сил искривленная поверхность жидкости стремится выпрямиться и этим создает дополнительное давление рЛ которое при смачивании (вогнутый мениск) направлено от жидкости, а при несмачивании (выпуклый мениск) — внутрь жидкости. Величина этого давления была определена французским ученым П. Лапласом, поэтому его часто называют лапласовским давлением.

Для сферической формы свободной поверхности жидкости с радиусом R это давление выражается формулой

IMG_20140519_0005_cr

Зависимость лапласовского давления от радиуса кривизны поверхности жидкости можно показать на следующем опыте. С помощью специальной трубки выдувают два мыльных пузыря разных размеров (рис. 10.9). Если затем закрыть выходное отверстие трубки, то будет видно, что маленький пузырь уменьшается в размере, а большой увеличивается. Объясняется это тем, что в маленьком пузыре лапласовское давление больше, чем в большом. Оно и перегоняет воздух из маленького пузыря в большой.

Reklama