Page 76 - 130

77

W AB       AB ,
B
A
отримаємо
W AB  2  .
A
Інакше кажучи, робота адгезії між двома рідинами, що не змішуються
і взаємно насичені, дорівнює роботі когезії рідини з меншим поверхневим
натягом після її насичення рідиною, що характеризується більшим
поверхневим натягом.

3.1.5.2 Змочування поверхні твердого тіла рідиною
Змочуванням називають ізотермічний самочинний процес, який виникає
при контакті поверхні твердого тіла з рідиною в результаті молекулярної
взаємодії між ними.
Явище змочування полягає в тому, що крапля рідини, поміщена на
поверхню твердого тіла, розтікається. До речі, механізм розтікання рідин на
твердій поверхні відрізняється від механізму розтікання на поверхні рідин, для
яких характерною є молекулярна рухливість. На твердих поверхнях рідини
розтікаються завдяки дифузії, капілярності, леткості рідини, а також з інших
причин. Умови ж розтікання залишаються такими ж, як і у випадку розтікання
на рідинах.
На рис. 3.6 наведено поперечний переріз краплі рідини (2), поміщеної на
поверхню твердого тіла (1) в атмосфері газу (3). На межі цих фаз будуть
спостерігатись поверхневі натяги  ,  1, 2 і  2 3 , . При прикладенні цих трьох
1,
3
сил до однієї точки на межі трьох фаз (точка а) крапля буде рухатися, поки не
наступить їх рівновага. Умову рівноваги виражає рівняння Юнга

  
     cos  або cos  1, 3 1, 2 ,
1 ,3 1 ,2 2 ,3
 2 3 ,

де кут  називається крайовим кутом змочування. Кут  є мірою
селективного змочування, характеризуючи взаємовідношення поверхні
твердого тіла і рідини. При змочуванні   90  і cos   0, тому    . У
1, 3 1, 2
випадку незмочування  90  і cos   0, а отже    .
1, 3 1, 2
Таким чином, змочування поверхні твердого тіла рідиною може
відбуватися тільки в тому випадку, коли поверхневий натяг між поверхнею
твердого тіла і рідиною ( ) буде меншим, ніж поверхневий натяг між
1, 2
твердим тілом і газом ( ). В противному випадку рідина не буде змочувати
1,
3
(a) (б)

σ 1, 2 σ 1, 2
2
1 θ 2
θ 1
σ 2, 3
σ 1, 3
σ 2, 3 σ 1, 3 3 3
1 – тверде тіло; 2 – рідина; 3 – газ
Рисунок 3.6 −Поперечний переріз краплі рідини на поверхні
твердого тіла у випадках змочування (а) і незмочування (б)