Свойства жидкостей

телом
капиллярные явления:
Капиллярные явления
Формула Жюрена
Капиллярные явления в природе, технике, с/х

совершают тепловые колебания около положений равновесия со средней частотой 1/t0,

близкой к частотам колебаний атомов в кристаллах, и амплитудой, определяемой «свободным объемом», предоставленным молекуле ее соседями. По истечении времени t >> t0 эти положения равновесия смещаются на расстояния порядка 10-8 см. Среднее (по совокупности большого числа молекул) время t, называемое временем релаксации, является характерным временем, связанным с перемещением частиц жидкости на расстояния порядка 10-8 см.

свойство жидкости изменять положение ее поверхности, вызванное натяжением и силой

взаимодействия между нею и стенками трубок или мелкими порами грунта. Поверхностное натяжение зависит от температуры, уменьшаясь с ее ростом.
Вода из всех жидкостей имеет наибольшее поверхностное натяжение σt=0,081 Н/м. Для воды при температуре 20°С в трубке диаметром d мм высота капиллярного поднятия выражается формулой
H = 30/d мм
 Капиллярное поднятие жидкости, смачивающей
 стенки (вода в стеклянном сосуде и капилляре).

жидкости стремится принять такую форму, чтобы иметь минимальную площадь. Это

явление связано с воздействием на поверхность жидкости механических сил, стремящихся уменьшить площадь этой поверхности. Указанные силы называются силами поверхностного натяжения.
     Рассмотрим явления, возникающие на границе раздела жидкости и газа. Пусть имеется пленка жидкости (например, мыльная пленка), натянутая на рамку с одной подвижной перемычкой (см. рис.)

к появлению капиллярного эффекта. Капилляром называется тонкая трубка, вставленная в

сосуд с жидкостью. Капиллярный эффект связан с тем, что в зависимости от того, смачивает жидкость стенки капилляра или нет, внутри капилляра поверхность жидкости приобретает соответственно вогнутую или выпуклую форму. В первом случае давление внутри жидкости уменьшается по сравнению с внешним, и она поднимается внутри капилляра (см. рис.). А во втором - это давление возрастает, что приводит к опусканию уровня жидкости в капилляре по отношению к её уровню в сосуде (см. рис.).

связан с радиусом капилляра r:


             , где θ -

угол краевой, т.е. высота подъёма в капилляре равна
                             
- формула Жюрена.

Для воды σ = 0.073 н/м , ρ = 10 −3 кг/м3 при θ ≈ 0 , r = 10 −6 м h ≈ 30 м.

роль в природе и технике. Так, подъем питательного раствора по

стеблю или стволу растения в значительной мере обусловлен явлением капиллярности: раствор поднимается по тонким капиллярным трубкам, образованным стенками растительных клеток. По капиллярам почвы поднимается вода из глубинных слоев в поверхностные слои. Уменьшая диаметр почвенных капилляров путем уплотнения почвы, можно усилить приток воды к поверхности почвы, т. е. к зоне испарения, и этим ускорить высушивание почвы. Наоборот, разрыхляя поверхность почвы и разрушая тем самым систему почвенных капилляров, можно задержать приток воды к зоне испарения и замедлить высушивание почвы. Именно на этом основаны известные агротехнические приемы регулирования водного режима почвы - прикатка и боронование. По капиллярным каналам в стенках зданий поднимается грунтовая вода (в отсутствие гидроизоляции); по капиллярам фитиля поднимаются смазочные вещества (фитильная смазка); на явлении капиллярности основано использование промокательной бумаги и т. д.

сосуде и капилляре).