Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Капиллярные явления. Формула Жюрена

Капиллярные явления наблюдаются в содержащих жидкость сосудах, у которых расстояние между стенками соизмеримо с радиусом кривизны поверхности жидкости. Кривизна возникает в результате взаимодействия жидкости со стенками сосуда.

Рассмотрим положение уровней жидкости в двух капиллярах, один из которых имеет лиофильную поверхность (стенки смачиваются), у другого внутренняя поверхность лиофобизирована и не смачивается. В капилляре а поверхность жидкости имеет отрицательную кривизну и под действием давления Лапласа жидкость поднимается, во втором капилляре кривизна поверхности отрицательна, жидкость опускается.

При равновесии лапласовское давление равно гидростатическому давлению столба жидкости высотой h:

Δр=±2σ/r=(ρ-ρ₀)gh

где ρ – плотность жидкости, ρ₀ – плотность газовой фазы, g – ускорение свободного падения, r – радиус мениска.

Капиллярное поднятие жидкости а – cosθ>0, б - cosθ<0, в – связь радиуса кривизны мениска r с радиусом капилляра r₀.

Чтобы высоту капиллярного поднятия связать с характеристикой смачивания, радиус мениска необходимо вырезать через угол смачивания θ и радиус капилляра r₀. (рис.в). Видно что r₀-r cosθ, тогда высоту капиллярного поднятия можно представить виде формулы Жюрена:

При отсутствии смачивания θ>90⁰, cosθ<0, уровень жидкости в капилляре опускается на величину h. При полном смачивании θ=0, cos θ=1, в этом случае радиус мениска равен радиусу капилляра.