Влажность воздуха. Характеристика жидкого состояния вещества. Характеристика твердого состояния вещества. Плавление и кристаллизация, страница 15

Поскольку краевой угол сохраняется при вертикальном положении твердой поверхности, то смачивающая жидкость у краев сосуда, в которой она налита, приподнимается, а у не смачивающей опускается.  

Давление, создаваемое искривленной

поверхностью жидкости

Искривление поверхности у краев легко обнаружить на опыте. Особенно, если взять узкие трубки, где искривляется вся свободная поверхность жидкости.

В трубке с круглым сечением искривляется поверхность представляющая собой часть сферы, ее называют мениском.

  У смачивающей – вогнутый мениск.

  У не смачивающей – выпуклый мениск.

  Т.к. площадь поверхности мениска больше, чем          внутреннего сечения, то под действием сил искривления жидкость стремиться выпрямиться и это создает лапласовское давление.

   Для сферической поверхности:    Рл =

   Для произвольной поверхности:  

Рл =

Подъем и опускание поверхности жидкости

в капиллярных трубках

Узкие сосуды, в которых вся поверхность жидкости изогнута, т. е. представляет собой мениск, называются капиллярными.

Рассмотрим сообщающиеся с однородной жидкостью, один из которых капиллярный.

Чем уже сосуд, тем больше разность уровней.

Применение капиллярных явлений

в технике и быту

Капиллярные явления играют большую роль в природе и технике. Много мельчайших капилляров находится в растениях. У деревьев по капиллярам влага поднимается до их вершин, где через листья испаряется в атмосферу. В почве имеются капилляры, которые уже, чем плотнее почва. Вода по ним поднимается до поверхности  и быстро испаряется, а земля становится сухой. Ранняя весенняя вспашка земли разрушает капилляры, т. е. сохраняет подпочвенную влагу и увеличивает урожай.

В технике: в процессе сушки капиллярно пористых тел и т.д.

Большое значение в строительном деле. Например, чтобы кирпичная стена не сырела, между фундаментом и стеной делают прокладку из вещества, в котором нет капилляров.

В бумажной промышленности приходится учитывать капиллярность при изготовлении различных сортов бумаги. Например, при изготовлении писчей бумаги ее пропитывают специальным составом, закупоривающим капилляры.

В быту используют капилляры в фильтрах, в промокательной бумаге, в перьевых ручках и т. д.

Понятие о вязкости среды

При движении частей жидкости относительно друг друга возникают тормозящие эти движения силы, которые называются силами внутреннего трения или вязкостью среды.

Под вязкостью среды подразумевают свойство среды, характеризуемое действием в ней сил внутреннего трения при движении частей среды относительно друг друга.

Движение среды называется установившимся или ламинарным, если скорость течения в каждой точке пространства не изменяется со временем.

При ламинарном течении трения между трубой и жидкостью нет, т.к. слой жидкости у стенок трубы не подвижен, а существует только внутреннее трение, обусловленное вязкостью самой жидкости.

Перепад скоростей при движении слоев жидкости в трубе характеризуют градиентом скорости.

Градиентом называют вектор, характеризующий быстрые пространственные изменения какой – либо величины.

                         для очень малого r

Рассмотрим силы внутреннего трения. Ньютон показал, что сила внутреннего трения, действующая на средний слой, прямо пропорциональна градиенту скорости и площади поверхности S

                                     

Величина, выражающая зависимость сил внутреннего трения от рода вещества и от внешних условий называется коэффициентом вязкости среды.