Капиллярное явление

МЕББМ «ҚАЗАҚСТАН-РЕСЕЙ 
МЕДИЦИНАЛЫҚ 
УНИВЕРСИТЕТІ»
 
 
НУО «КАЗАХСТАНСКО-
РОССИЙСКИЙ 
МЕДИЦИНСКИЙ 
УНИВЕРСИТЕТ» 
4 
Капиллярное давление
 
Так как силы поверхностного (межфазного) натяжения направлены по 
касательной к поверхности жидкости, искривление последней ведет к 
появлению составляющей, направленной внутрь объема жидкости. В 
результате возникает капиллярное давление, величина которого Dp связана 
со средним радиусом кривизны поверхности r0 уравнением Лапласа: 
Dp = p1 - p2 = 2s12/r0, (1) 
где p1 и p2 - давления в жидкости 1 и соседней фазе 2 (газе или жидкости), 
s12 - поверхностное (межфазное) натяжение.
Если поверхность жидкости вогнута (r0<0), давление в ней оказывается 
пониженным по сравнению с давлением в соседней фазе p1 < р2 и Dp < 0. 
Для выпуклых поверхностей (r0 > 0) знак Dp изменяется на обратный.
Отрицательное капиллярное давление, возникающее в случае смачивания 
жидкостью стенок капилляра, приводит к тому, что жидкость будет 
всасываться в капилляр до тех пор, пока вес столба жидкости высотой h не 
уравновесит перепад давления Dp. В состоянии равновесия высота 
капиллярного поднятия определяется формулой Жюрена: 
где r1 и r2 - плотности жидкости 1 и среды 2, g - ускорение силы тяжести, r 
- радиус капилляра, q - краевой угол смачивания. Для несмачивающих 
стенки капилляра жидкостей cos q < 0, что приводит к опусканию жидкости 
в капилляре ниже уровня плоской поверхности (h < 0).
Из выражения (2) следует определение капиллярной постоянной жидкости 
а = [2s12/(r1 — r2)g]1/2. Она имеет размерность длины и характеризует 
линейный размер Z [ а, при котором становятся существенными 
капиллярные явления Так, для воды при 20 °С а = 0,38 см. При слабой 
гравитации (g : 0) значение а возрастает. На участке контакта частиц 
капиллярная конденсация приводит к стягиванию частиц под действием 
пониженного давления Dp < 0. 
Уравнение Кельвина. Искривление поверхности жидкости приводит к 
изменению над ней равновесного давления пара р по сравнению с 
давлением насыщенного пара ps над плоской поверхностью при той же 
температуре Т. Эти изменения описываются уравнением Кельвина: 

жүктеу/скачать 0,55 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: