§ 45. Смачивание. Капиллярность

Смачивание

1. Вы уже знаете, что жидкость может растекаться по поверхности твёрдого тела, может собираться на ней в капли. Например, погрузив в воду стеклянную пластину, предварительно её обезжирив, а затем вынув из воды, можно увидеть, что пластина покрыта водой.

Если теперь эту же пластину смазать воском, опустить в воду и затем вынуть, то пластина либо будет сухой, либо на ней будут отдельные капли воды. Этот простой опыт показывает, что при соприкосновении жидкости с твёрдым телом происходит искривление поверхности жидкости у поверхности твёрдого тела, т. е. наблюдается смачивание.

Если жидкость растекается по поверхности твёрдого тела, то она является смачивающей. В описанном опыте вода смачивает чистое стекло. Если жидкость собирается в капли на поверхности тела, то она в данном случае является несмачивающей. Вода, например, не смачивает стекло, смазанное парафином.

Таким образом, одна и та же жидкость может быть смачивающей и несмачивающей по отношению к разным телам. Наоборот, одно и то же твёрдое тело может смачиваться одной жидкостью и не смачиваться другой. Например, вода смачивает чистое стекло, ртуть на чистом стекле собирается в каплю, т. е. не смачивает его.

Причина смачивания

2. Рассмотрим причину смачивания. Молекулы жидкости, находящейся на поверхности твёрдого тела, взаимодействуют не только друг с другом, но и с молекулами твёрдого тела. Силы притяжения между молекулами жидкости и твёрдого тела могут оказаться больше, чем между молекулами жидкости. В этом случае жидкость смачивает поверхность твёрдого тела, растекается по ней.

Если силы притяжения между молекулами жидкости больше, чем между молекулами жидкости и молекулами твёрдого тела, то жидкость не смачивает его, а стягивается в каплю.

Явление смачивания играет важную роль в нашей жизни. Так, в одних случаях необходимо предохранить обувь и одежду от смачивания. С этой целью обувь покрывают специальной смазкой, с которой вода скатывается. В других случаях необходимо, чтобы ткань смачивалась жидкостью, например при окрашивании.

Смачивание важно обеспечить, когда художник, например, рисует акварельными красками, иначе краски не будут ложиться на поверхность бумаги.

От того, является ли жидкость смачивающей или несмачивающей, зависит её форма в сосуде. Вы наверняка наблюдали, что вода, налитая в узкую мензурку или трубку, имеет вогнутую поверхность (рис. 130, а). Это связано с тем, что силы притяжения между молекулами воды и стекла больше, чем между молекулами воды, поэтому площадь соприкосновения жидкости со стеклом увеличивается и края жидкости приподнимаются.

является ли жидкость смачивающей или несмачивающей

Если же в мензурку налить ртуть, то её поверхность будет выпуклой (рис. 130, б), так как силы притяжения между молекулами ртути больше, чем силы притяжения между молекулами ртути и стекла.

Продолжение >>>