Поверхностное натяжение жидкости обусловливается силами взаимного притяжения молекул поверхностного слоя, стремящихся сократить свободную поверхность жидкости.
Вследствие поверхностного натяжения жидкость, имеющая криволинейную поверхность, испытывает дополнительное усилие, увеличивающее или уменьшающее давление в жидкости на величину (формула Лапласа):
, (1.12)
где - поверхностное натяжение, Н/м;
и - главные радиусы кривизны рассматриваемого элемента поверхности.
Давление при выпуклой поверхности жидкости увеличивается, а при вогнутой - уменьшается.
При температуре 20°С поверхностное натяжение для воды, соприкасающейся с воздухом, = 0,0726 Н/м.
Зависимость поверхностного натяжения от температуры имеет вид:
, (1.13)
где - поверхностное натяжение при соприкосновении с воздухом при температуре 0°С; для воды =0,076 Н/м; =000015 Н/(м·°С).
Влияние поверхностного натяжения приходится учитывать при работе с жидкостными приборами для измерения давления, при истечении жидкости из малых отверстий, при фильтрации и при образовании капель в свободных струях.
|
|
Особенно сильно поверхностное натяжение проявляется в трубках весьма малого диаметра (капиллярных), для которых формула (1.12) принимает вид:
, (1.14)
а высота капиллярного поднятия:
, (1.15)
где - радиус трубки.