Капиллярные явления имеют в своей основе: а) молекуляр- ное давление и пленочное натяжение в поверхностных слоях жЖид- кости \; 6) образование мениска при взаимодействии жидкости е поверхностью твердого тела в узких порах; в) изменение дав- ления в жидкости непосредственно под мениском в сторону пло- са или минуса и, в соответствии с этим, передвижение жидкости (поднятие по капилляру вверх или опускание в нем). В такой последовательности — мы эти явления и рассмот- ‹ ОБЮБЮО: ^ о, ;А ` Л Молекулярное давле- Л Л `Х`\Х ние и пленочное натяже- Р УАУАУФу /У ние в поверхностном слое ЛЛ АеА'Х'А ё жидкости. Силы товерх- ‘ М у уу ностного 'натяжения и мо- лекулярного давления в рис. 49. на ‚ ^= жидкостях были отмечены . .‚ Бзаимодействие молекул воды В поверхностном слое (а) и внутури ееД (6) ЁЩЁЗЁЁ:ЁЁБЁОТЁЬЪИЁШ;&ЧЁ ‚ ханических капи явлений была развита французским ученым П. Лапласоь?аёііёёё)х английским ученым Т. Юнгом (1805), немецким математиком И физиком К. Гауссом, американским физиком У. Гиббсом (1928) русскими физиками А. Давыдовым и И. С. Громской голланд: скими физиками Я. Ван-дер-Ваальсом и Г. Гульсго‚фом и др Здесь мы изложим сущность явлений поверхностного натяжения и молекулярного натяжения и молекулярного давления в жид- костях лишь в самой краткой форме. Молекулы жидкости, находясь в тепловом движении, одно- временно находятся в молекулярном взаимодействии. Поскольку расстояния между соседними молекулами малы, то в жидкости создается так называемый «ближний порядок», т. е. порядок в расположении ближайших, взаимно притягивающихся молекул и они колеблются в пределах своих положений равновесия. Этот порядок нарушается (размывается) по мере удаления от данной молекулы ?. Таково строение жидкости внутри ее, где каждая молекула окружена со всех сторон другими молекулами и ис- пытывает одинаковое притяжение во всех направлениях. Она находится в относительнем покое (рис. 49, 6б). Иные условия создаются на поверхности жидкости. Поверх- нвостные слои молекул испытывают на себе притяжение нижеле- \ В дальнейшем, употребляя слово «жидкость», мы будем иметь в вид, интересующую нас жидкость — воду или, вернее, — почвенный раствор у Термин «ближний порядок» применяется к ЖидКостям, в отличие от «дальнего порядка» в кристаллических решетках твердых тел, где порядок расположения молекул сохраняется на протяжении миллионов молекулярных расстояний. и миллиердев 112 жащих и соседних (в горизонтальной плоскости) молекул воды (рис. 49, а). Атмосфера, как среда менее плотная по составу молекул, не может оказать противодействие этим силам, В ре- зультате силы притяжения, направленные вниз по нормали К поверхности, стремятся увлечь поверх- ностные молекулы внутрь жидкости. Суммируясь, они обусловливают мо- лекулярное давление в жЖидкостИ (рис. 50, сила Р). Силы молекулярного притяжения, развитые в плоскости поверхностного слоя и касательные к нему, создают в этом слое натяжение, аналогичное на- тянутой упругой мембране, стремя- щейся сократить свою поверхность (рис. 50, силы / и 2). Радиус сферы действия молекуляр- ных сил, найденный оптическим и вё- совым способом при изучении мини- мальной толщины пленки мыльно-ГлиИ- цериновых пузырей при постоянном давлении воздуха внутри их и другими методами, оказался равным стотысяч- ным долям миллиметра: по Плато (Р1а!еац) — 56 ммк, по Друде (Эги- де) — 17 ммк; по Рейнольдсу и Рикеру Рис. 50. Молекуляриое давление и поверхност- ное натяжение в ЖИдкКо- сти: т — одна из молекул жЖид- кости на её поверхиости; 83 и 4 — равиодействующие снл — молекулярного притя- жеиня в отиошении молеку- лы т в левом и правом сек- торе — рисунка; — Р — верти- кальиая — слагающая после разложения сил 3 и 4 по правилу параллелограмма сил — обусловливают _ моле- куляриое давление; Т и 2 — горизонтальные — слагающие после разложення по прави- (НеупоМз И КЦЕСКЕГ) — 12 ммк; по лу параллелограмма сил; З и Джонноту (Е. Зопоппой) — 6,2 ммк!. 4 — обусловливают оаиа Силовое напряжение отдельных мо- лекул в поверхностной плен- ке жидкости уменьшается по , мере приближения их к нижЖ- ` ней границе зоны молеку. —- лярного действия (рис. 51). _ 7| — ба оо Это обусловлено тем, что чем [== Т РР Нр ЕЕ =Е + «глубже» молекула воды за- — — — легает в силовом слое, тем более мощный слой пленки натяжения остается выше - ее, и он противодействует Рис. 51. Силовое напряжение молекул в втягиванию ЦЗННОЙ МОЛЕ‘‚КУ- поверхностиой пленке жидкости В зави- лы внутрь жидкости. симости от их ПозицИй в зоне молеку- С ляриого ПрИТЯЖ&НИЯі илы ПОВЁрХНОСТНОГО на- г — радиус сферы молекулярного притяжения; тяжения и МОЛ@КУЛЯРНОГО у у ф — молекулы воды прн различных пози- циях в плеике поверхностного натяжения Жид- давления тесно связаны меж- кости - Поверхность - жидкости Р9 - Ливика патяжения `= - 1 О. Д. Хвольсон. Курс физики, т. 1, 5-е изд. Берлин, 1923 г. стр. 466. 113