Далее: 3.  Описание метода Вверх: Лабораторная работа №13 Назад: 1.  Вопросы для подготовки

2.  Краткая теория

Молекулы жидкости, расположенные в поверхностном слое, находятся в особом состоянии по сравнению с молекулами, находящимися внутри жидкости. Действие на эти молекулы со стороны молекул жидкости больше, чем со стороны молекул пара или воздуха, и поэтому равнодействующая всех сил, действующих на молекулу, направлена внутрь жидкости нормально к её поверхности. Отсюда следует, что на молекулы, расположенные в тонком поверхностном слое, действуют силы, стремящиеся втянуть их внутрь жидкости.

Молекулы поверхностного слоя жидкости обладают избытком
энергии сравнительно с молекулами, находящимися внутри жидкости. Эта избыточная энергия называется свободной поверхностной энергией. Поверхностный слой жидкости находится в особом состоянии, подобном состоянию натянутой упругой пленки, стремящейся сократить свою поверхность. Это стремление к сокращению поверхности называется поверхностным натяжением.

Силы поверхностного натяжения $F$ направлены по касательной к поверхности жидкости. Для количественной характеристики сил поверхностного натяжения введен коэффициент поверхностного натяжения $\sigma$, который численно равен силе $F$, действующей на единицу длины контура свободной поверхности жидкости $\ell$:

$$\sigma={F\over\ell} .$$

В этом случае он измеряется в $H/\text{м}$.

Из рассмотрения свойств поверхностного слоя можно показать, что коэффициент поверхностного натяжения численно равен свободной поверхностной энергии $W$, рассчитанной на единицу площади поверхности:

$$\sigma={W\over S} .$$

В этом случае размерность коэффициента $\text{Дж}/\text{м}^2$.

Коэффициент поверхностного натяжения различен для разных жидкостей. Он зависит от рода жидкости, температуры (уменьшается с ее повышением) и от степени чистоты поверхности (изменяется от малейшего загрязнения).

Далее: 3.  Описание метода Вверх: Лабораторная работа №13 Назад: 1.  Вопросы для подготовки