ЛЕКЦИЯ 3 КАПИЛЛЯРНОЕ ДАВЛЕНИЕ РАВНОВЕСИЕ ИСКРИВЛЁННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

ЛЕКЦИЯ № 3 КАПИЛЛЯРНОЕ ДАВЛЕНИЕ РАВНОВЕСИЕ ИСКРИВЛЁННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Капиллярные явления наблюдаются в капиллярах, капиллярно-пористых телах, заполненных жидкостью, у которых расстояние между стенками соизмеримо с радиусом кривизны поверхности. Кривизна возникает в результате воздействия искривленных поверхностей на контактирующие фазы.

Связь избыточного давления под искривлённой поверхностью с её поверхностным натяжением и радиусом кривизны. Закон Лапласа Разность давления в соседних фазах, разделённых искривлённой поверхностью называется капиллярным давлением или лапласовским

Связь избыточного давления под искривлённой поверхностью с её поверхностным натяжением и радиусом кривизны. Капиллярное давление в капле меняется с высотой: Перепаду высот отвечает разность давлений.

Поведение жидкости в тонких капиллярах У капилляра поверхность лиофильная – поверхность жидкости имеет отрицательную кривизну – вогнутый мениск, т. е. мениск дополнительное давление Лапласа стремится растянуть жидкость.

Поведение жидкости в тонких капиллярах Внутренняя поверхность капилляра лиофобна, кривизна поверхности положительна – выпуклый мениск, т. е. мениск дополнительное давление направлено внутрь жидкости (сжатие), в результате жидкость в капилляре опускается.

Поведение жидкости в тонких капиллярах При равновесии лапласовское давление в капилляре равно гидростатическому давлению столба жидкости высотой h: - для капилляров

Поведение жидкости в тонких капиллярах Радиус кривизны мениска r, мениск жидкости в капилляре связан с радиусом тонкого капилляра соотношением:

Поведение жидкости в тонких капиллярах Высота капиллярного поднятия приблизительно определяется формулой Жюрена: – формула Жюрена

Поведение жидкости в тонких капиллярах при несмачивании θ > 90˚, cosθ < 0 – уровень жидкости опускается на величину h – выпуклый мениск; при полном смачивании θ = 0, cosθ = 1 – радиус мениска равен радиусу капилляра r 0 = r.