Reklama

Смачивание. Краевой угол

Если опустить стеклянную палочку в ртуть и затем вынуть ее, то ртути на ней не окажется. Если же эту палочку опустить в воду, то после вытаскивания на ее конце останется капля воды. Этот опыт показывает, что молекулы ртути притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам стекла, а молекулы воды притягиваются друг к другу слабее, чем к молекулам стекла.

Если молекулы жидкости притягиваются друг к другу слабее, чем к молекулам твердого вещества, то жидкость называют смачивающей это вещество. Например, вода смачивает чистое стекло и не смачивает парафин. Если молекулы жидкости притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам твердого вещества, то жидкость называют не смачивающей это вещество. Ртуть не смачивает стекло, однако она смачивает чистые медь и цинк.

IMGыыы_20140519_0004_cr

Расположим горизонтально плоскую пластинку из какого-либо твердого вещества и капнем на нее исследуемую жидкость. Тогда капля расположится либо так, как показано на рис. 10.6, а, либо так, как показано на рис. 10.6, б. В первом случае жидкость смачивает твердое вещество, а во втором — нет. Отмеченный на рис. 10.6 угол Ɵ называют краевым углом. Краевой угол образуется плоской поверхностью твердого тела и плоскостью, касательной к свободной поверхности жидкости, проходящей через точку А (рис. 10.6), где граничат твердое тело, жидкость и газ; внутри краевого угла всегда находится жидкость. Для смачивающих жидкостей краевой угол острый, а для несмачивающих — тупой. Чтобы действие силы тяжести не искажало краевой угол, каплю надо брать как можно меньше.

Поскольку краевой угол 0 сохраняется при вертикальном положении твердой поверхности, то смачивающая жидкость у краев сосуда, в который она налита, приподнимается (рис. 10.7, а), а несмачивающая жидкость опускается (рис. 10.7, б).

IMG_20140519о_0004_crМерой смачивания обычно служит косинус краевого угла, т. е. cos Ɵ, который положителен для смачивающих Жидкостей и отрицателен для несмачивающих. При полном смачивании cos Ɵ=1. В этом случае жидкость растекается по всей поверхности твердого тела. Получить на горизонтальной поверхности тела каплю при полном смачивании нельзя. Например, вода полностью смачивает чистую поверхность стекла. При полном несмачивании cos Ɵ=—1. Маленькая капля жидкости на горизонтальной поверхности твердого тела в этом случае должна иметь форму шара.

IMG_20140519_00ввв04_cr

Reklama