Page 112 - 6375

18.3. Поверхневий натяг. Досі ми розглядали лише теплові властивості рідин та

явища, які мають об’ємний характер. Наявність у тіл вільної поверхні, яка є границею фаз,
приводить до існування особливого типу явиш, так званих поверхневих.

Система рідина – насичена пара при = перебуває у термодинамічній

рівновазі. Для замкнутої системи швидкість випаровування з одиниці поверхні рідини
дорівнює швидкості конденсації.

Густина рідини значно більша від густини її насиченої пари. Так, густина води при

5
кімнатній температурі в 6 ∙ 10 разів більша від густини її насиченої пари. Зважаючи на це,
сили міжмолекулярної взаємодії в об’ємі рідини набагато більші, ніж у парі.

Розглянемо будь-яку молекулу в об’ємі рідини, яка оточена молекулами з усіх
сторін. Вона зазнає сферично-симетричної дії притягання сусідніх молекул силами Ван-дер-

Ваальса (рис. 2). Зважаючи на однорідність об’єму рідини ( = ) сили молекулярного

−9
притягання молекул у сфері молекулярної взаємодії ( еф ≈ 10 м) будуть зрівноважені в
усіх напрямах.

Рисунок 2 – Молекула на поверхні і у середині рідини.

Молекули, розміщені в поверхневому шарі рідини, перебувають зовсім в інших

умовах порівняно з тими, що знаходяться в об’ємі рідини. Товщину поверхневого шару
візьмемо такою, що дорівнює радіусу сфери молекулярної взаємодії. Молекули насиченої

пари знаходяться на значно більших відстанях між собою порівняно з молекулами рідини,

тому ≫ .
1
2

Результуючу силу, пропорційну різниці сил молекулярного притягання − і
1
2
віднесену до одиниці площі поверхні, називають внутрішнім тиском . Внутрішній тиск для