Молекулярное давление (действие молекулярных сил) в жидкостях очень велико, и его можно вычислить по работе, которую совершают молекулы, проходя через поверхностный слой жидкости.
Молекулы в пограничном слое жидкости (его толщина равна радиусу молекулы), в отличие от молекул в ее глубине, окружены другими молекулами той же жидкости не со всех сторон и любая из них притягивается молекулами, находящимися внутри жидкости. В результате появляется некоторая сила, направленная вглубь жидкости. Испытывая одностороннее действие, направленное внутрь жидкости, молекулы поверхностного слоя сжимают жидкость, производя на него давление, которое называется молекулярным давлением.
Равновесным состояниям системы соответствует минимальное значение ее потенциальной энергии. Поэтому свободная поверхность жидкости стремится сократить свою площадь. По этой причине свободная капля жидкости принимает шарообразную форму. Жидкость ведет себя так, как будто по касательной к ее поверхности действуют силы, сокращающие (стягивающие) эту поверхность. Эти силы называются силами поверхностного натяжения
Коэффициент поверхностного натяжения σ может быть определен как модуль силы поверхностного натяжения, действующей на единицу длины линии, ограничивающей поверхность
Поверхностное натяжение различно для разных жидкостей и зависит от температуры (уменьшается с ростом температуры).
Если рамку с подвижной перекладиной опустить в мыльную воду, то на рамке образуется пленка. Подействуем на рамку внешней силой Fвн и отпустим ее. Рамка вернется в первоначальное положение, следовательно, в пленке возникла сила, способная совершить работу по перемещению рамки, такой силой является сила поверхностного натяжения Fн
C явлением поверхностного натяжения связаны явления смачивания и капиллярные явления
| 
|
| Если силы притяжения между молекулами твердого тела и жидкости больше сил межмолекулярного притяжения жидкости, то жидкость смачивает поверхность твердого тела. | Если силы межмолекулярного притяжения жидкости превосходят силы их взаимодействия с молекулами твердого тела, в этом случае жидкость не смачивает поверхность твердого тела. |
краевые углы, вогнутый мениск
| 
краевые углы, выпуклый мениск
|
| Мениск – искривленная поверхность жидкости в узких цилиндрических трубках (капиллярах) или около стенок емкости, в которую налита жидкость. | |
Подъем смачивающей жидкости в капилляре, например вода
| Подъем смачивающей жидкости в капилляре, например ртуть
|
|
Капиллярными явлениями называют подъем или опускание жидкости в трубках малого диаметра (капиллярах). Смачивающие жидкости поднимаются по капиллярам, несмачивающие – опускаются
Подъем жидкости в капилляре продолжается до тех пор, пока сила тяжести действующая на столб жидкости в капилляре, не станет равной по модулю результирующей Fн сил поверхностного натяжения
Самостоятельная работа:
1. Стеклянную пластинку, подвешенную на резиновом шнуре, опустили до соприкосновения с поверхностью воды. Почему при подъеме пластинки шнур растягивается?
2. Что есть общего между склеиванием бумаги и паянием металлических изделий?
3. Масло сравнительно легко удаляется с чистой поверхности меди. Удалить ртуть с той же поверхности невозможно. Что можно сказать о взаимном притяжении между молекулами масла и меди, ртути и меди?
4. На сколько поднимется вода в капиллярной трубке диаметром 2 мм.