{\rtf1\ansi\ansicpg1251\deffn\deflang1033\fs20{\fonttbl{\f0\fnil\fprq2\fcharset204 Arial;} {\f2\fnil\fcharset204 Arial;} {\f3\fnil\fcharset204 Bookman;} {\f4\fnil\fcharset204 Courier;} {\f99\froman\fcharset204\fprq2{\*\panose 02020603050405020304}Arial;}} {\colortbl ;\red0\green0\blue0;\red51\green102\blue255;\red0\green0\blue255;\red255\green0\blue0;\red128\green0\blue128;\red0\green102\blue0;\red0\green0\blue128;\red96\green96\blue96;\red0\green0\blue0;} \paperw12240\paperh15840\margl567\margr567\margt567\margb1134 \pard\plain \sb0\ql\fs20\lang1033 \ql \qc к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ \par\pard\sb0\fs20\lang1033 \ql {\par\b\fs20 РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА\par} {\par\b\fs20 Глоссарий по физике\par}\ql \qc А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Э Ю Я \par\pard\sb0\fs20\lang1033 \ql {\par\b\fs20 Капиллярные явления\par}\ql \qj Капиллярные явления - совокупность явлений, обусловленных действием межфазного поверхностного натяжения на границе раздела несмешивающихся сред; к К. я. обычно относят явления в жидкостях, вызванные искривлением их поверхности, граничащей с др. жидкостью, газом или собств. паром. К. я.- частный случай поверхностных явлений. В отсутствие силы тяжести поверхность жидкости искривлена всегда. Под воздействием поверхностного натяжения ограниченный объём жидкости стремится принять форму шара, т. е. занять объём с мин. поверхностью. Силы тяжести существенно меняют картину. Жидкость с относительно малой вязкостью быстро принимает форму сосуда, в к-рый налита, причём её свободная поверхность (не граничащая со стенками сосуда) в случае достаточно больших масс жидкости и большой площади свободной поверхности практически плоская. Однако по мере уменьшения массы жидкости роль поверхностного натяжения становится более существенной, чем сила тяжести. Так, напр., при дроблении жидкости в газе (или газа в жидкости) образуются капли (пузырьки) сферич. формы. Свойства систем, содержащих большое кол-во капель или пузырьков (эмульсии, жидкие аэрозоли, пены), и условия их формирования во многом определяются кривизной поверхности этих образований, то есть К. я. Большую роль К. я. играют и в зародышеобразовании при конденсации пара, кипении жидкостей, кристаллизации. Искривление поверхности жидкости может происходить также в результате её взаимодействия с поверхностью др. жидкости или твёрдого тела. В этом случае существенно наличие или отсутствие {\i смачивания} жидкостью этой поверхности. Если имеет место смачивание, т. е. молекулы жидкости 1 (рис. 1) сильнее взаимодействуют с поверхностью твёрдого тела 3, чем с молекулами др. жидкости (или газа) 2, то под воздействием разности сил межмолекулярного взаимодействия жидкость поднимается по стенке сосуда и примыкающий к твёрдому телу участок поверхности жидкости будет искривлён. Гидростатич. давление, вызванное подъёмом уровня жидкости, уравновешивается {\i капиллярным давлением} - разностью давлений над и под искривлённой поверхностью, величина к-рого связана с локальной кривизной поверхности жидкости. Если сближать плоские стенки сосуда с жидкостью, то зоны искривления перекроются и образуется мениск - полностью искривлённая поверхность. В таком капилляре в условиях смачивания под вогнутым мениском давление понижено, жидкость поднимается; вес столба жидкости вые. h{\dn5 0} уравновешивает капиллярное давление Dр. В условиях равновесия \par\pard\sb0\fs20\lang1033 \qj \par\pard\sb0\fs20\lang1033 \qj где r{\dn5 1} и r{\dn5 2} - плотности жидкости 1 и газа 2, s{\dn5 12} - межфазное поверхностное натяжение, {\i g}-ускорение свободного падения, r-радиус средней кривизны поверхности мениска ({\up5 1}/{\dn5 r}=1/R{\dn5 1}+1/R{\dn5 2}, где R{\dn5 1} и R{\dn5 2} - радиусы кривизны мениска в двух взаимно перпендикулярных плоскостях сечения). Для смачивающей жидкости r<0 и h{\dn5 0}>0. Несмачивающая жидкость образует выпуклый мениск, капиллярное давление под к-рым положительно, что приводит к опусканию жидкости в капилляре ниже уровня свободной поверхности жидкости (h{\dn5 0}<0). Радиус кривизны r связан с радиусом капилляра r{\dn5 к} соотношением r=-r{\dn5 к}/cosq, где q - краевой угол, образуемый поверхностью жидкости со стенками капилляра. Из ур-ния (1) можно получить т. н. капиллярную постоянную {\i а} - величину, характеризующую размеры системы L<а, при к-рых становятся существенными К. я.: Для воды при температуре 20 °С а=0,38 см. К К. я. относятся капиллярное впитывание, появление и распространение капиллярных волн, капиллярное передвижение жидкости, капиллярная конденсация, процессы испарения и растворения при наличии искривлённой поверхности. Для капиллярного впитывания важной характеристикой является его скорость {\i v}, определяемая величиной капиллярного давления и вязким сопротивлением течению жидкости в капилляре. Скорость {\i v} изменяется со временем впитывания {\i t}, и для вертикально расположенного капилляра \par\pard\sb0\fs20\lang1033 \qj \par\pard\sb0\fs20\lang1033 \qj где {\i h(t)} - положение мениска в момент времени {\i t} (рис. 1), h - коэф. вязкости жидкости. При впитывании в горизонтальный капилляр \par\pard\sb0\fs20\lang1033 \qj \par\pard\sb0\fs20\lang1033 \qj При {\i v}>10{\up5 -3} см/с следует учитывать возможную зависимость краевого угла q от {\i v}, а в нек-рых случаях - вязкое сопротивление вытесняемого из капилляра газа (или др. жидкости). Скорость капиллярного впитывания играет существ, роль в водоснабжении растений, движении жидкости в почвах и др. пористых телах. Капиллярная пропитка - один из распространённых процессов хим. технологии. Искривление свободной поверхности жидкости под действием внеш. сил (напр., ветра, вибрации) вызывает появление и распространение капиллярных волн ("ряби" на поверхности жидкости). Самопроизвольное образование поверхностных волн - флуктуации толщины тонких слоев жидкости (струи, плёнки) - является причиной их неустойчивости по отношению к состоянию капель или капиллярного конденсата. Разность капиллярного давления, возникающая в результате разл. кривизны поверхностей менисков, может вызывать капиллярное передвижение жидкости (рис. 2). \par\pard\sb0\fs20\lang1033 \qj \par\pard\sb0\fs20\lang1033 \ql \par\pard\sb0\fs20\lang1033 \ql \qj Для смачивающих жидкостей поток жидкости направлен к мениску с меньшим радиусом кривизны (т. е. в сторону меньшего давления). Причиной капиллярного передвижения может быть не только градиент кривизны, но и градиент поверхностного натяжения жидкости Так, градиент температуры приводит к разности поверхностного натяжения и, следовательно, к разности капиллярного давления в жидкости (термокапиллярное течение). Этим же объясняется движение капель жидкости и пузырьков газа в неравномерно нагретой среде: под влиянием градиента поверхностного натяжения приходит в движение поверхность пузырьков или капель. Аналогичный эффект наблюдается и при изменении s{\dn5 12} при адсорбции {\i поверхностно-активных веществ} (ПАВ): ПАВ снижают s{\dn5 12} и жидкость перемещается в том направлении, где адсорбция ПАВ на поверхности жидкости меньше (эффект Марангони - Гиббса). Искривление поверхности раздела фаз приводит к изменению величины равновесного давления пара {\i р} над ней или растворимости твёрдых тел. Так, напр., над каплями жидкости {\i р} выше, чем давление насыщ. пара {\i p{\dn5 s}} над плоской поверхностью жидкости при той же температуре {\i Т}. Соответственно растворимость {\i с} мелких частиц в окружающей среде выше, чем растворимость {\i c{\dn5 s}} плоской поверхности того же вещества. Эти изменения описываются {\i Кельвина уравнением} ,полученным из условия равенства хим. потенциалов в смежных фазах в состоянии термодинамич. равновесия: \par\pard\sb0\fs20\lang1033 \qj \par\pard\sb0\fs20\lang1033 \qj где {\i V} - молярный объём жидкости или твёрдого тела. Для шарообразных частиц г по абс. величиче равно их радиусу. Понижение или повышение {\i р} и {\i с} зависит, в соответствии с (4), от знака r (r>0 для выпуклых, и r<0 для вогнутых поверхностей). Так, в отличие от рассмотренного выше случая давление пара в пузырьке или над поверхностью вогнутого мениска понижено: p