1.04.2022 р.
Тема: Змочування. Капілярні явища
1. Змочування і незмочування
Роса або дощова вода по-різному веде себе на листі різних дерев. На одних вода розтікається тонким шаром, на інших — збирається в краплі. Така ж відмінність в поведінці води на чистому та жирному склі. Іншими словами, у деяких випадках рідина намагається збільшити площу контакту з поверхнею твердого тіла (рис. а), а в інших — зменшити цю площу (рис. б).
Це явище пояснюється різницею в силах зчеплення між молекулами рідини та твердого тіла.
Ø Якщо сили зчеплення частинок рідини і твердого тіла більші за сили зчеплення частинок рідини, рідину називають змочуючою тверде тіло. Якщо сили зчеплення частинок рідини і твердого тіла менші за сили зчеплення частинок рідини — незмочуючою це тіло.
Явище змочування використовують при склеюванні, спаюванні, фарбуванні тіл, змащуванні деталей, що труться. Широко застосовується воно у флотаційних процесах (збагаченні руд цінною породою). Явище змочування необхідно враховувати під час конструювання космічних апаратів, тому що в стані невагомості змочуюча рідина розтікається по стінках посудини, у якій знаходиться, а незмочуюча збирається великою краплею всередині посудини.
2. Капілярні явища
У житті ми часто маємо справу з тілами, пронизаним безліччю дрібних каналів (папір, пряжа, шкіра, різні будівельні матеріали, грунт, дерево). Під час зіткнення з водою або іншими рідинами такі тіла дуже часто вбирають їх у себе. Так пояснюється принцип дії рушника, коли витираються руки; дія гноту в гасовій лампі і т. ін.
Ø Вузькі циліндричні трубки з діаметром близько міліметра й менші називаються капілярами.
Зануримо вузьку трубку в рідину. Якщо рідина змочує стінки трубки, то вона піднімається по стінці трубки над рівнем рідини в посудині й досягає рівня вищого в порівнянні з трубкою (рис. а). Якщо рідина не змочує стінки, то, навпаки, рівень рідини у вузькій трубці встановлюється нижче, ніж у широкій посудині (рис. б)
Висота підйому чи опускання рідини в капілярі збільшується зі зменшенням діаметру капіляру. У капілярі з радіусом r висота підйому або опускання рідини густиною ρ визначається формулою:
Ця рівність виконується тільки у випадку повного змочування або незмочування.
Щоб вивести цю формулу, необхідно скористатися тим, що при рівновазі сила поверхневого натягу 
спрямування вгору, урівноважує силу тяжіння 
яка діє на стовпчик рідини.
3. Капілярні явища в природі та в техніці
Капілярні явища надзвичайно поширені в природі, техніці та побуті:
✵ проникнення поживних речовин із ґрунту в рослини;
✵ підйом вологи з глибших шарів ґрунту;
✵ будівельна практика;
✵ застосування рушників, серветок, марлі і т. п.
Живлення рослин зумовлене всмоктуванням з ґрунту вологи й поживних речовин, яке можливе, завдяки наявності капілярів у кореневій системі й стеблі рослини.
Облік капілярності необхідний під час обробки ґрунту. Так, для того, щоб відбувалося більш інтенсивне випаровування вологи з ґрунту, необхідно її утрамбовувати. У цьому випадку в ґрунті утворюються капіляри, якими волога піднімається вгору, а потім випаровується. Щоб зменшити випаровування, ґрунт розпушують, руйнуючи при цьому капіляри, і волога довше залишається в ґрунті.
Тіла, які мають велику кількість капілярів, добре вбирають вологу. Саме тому під час витирання рук рушник убирає в себе воду, гас або розплавлений стеарин підіймаються по гніту лампи або свічки.
Коментарі
Дописати коментар