Вопрос №39 Смачивание. Краевой угол. Капиллярность. Давление, создаваемое.Искривленной поверхностью жидкости. Капиллярные явления в быту, природе, технике

Если молекулы жидкости притягиваются друг к другу слабее, чем к молекулам твердого вещества, то жидкость называют смачивающей это вещество. Если молекулы жидкости притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам твердого вещества, то жидкость называют не смачивающей это вещество.

Степень смачивания характеризуется углом смачивания. Угол смачивания (или краевой угол смачивания) это угол, образованный касательными плоскостями к межфазным поверхностям, ограничивающим смачивающую жидкость, а вершина угла лежит на линии раздела трёх фаз.

Искривление поверхности жидкости у краев сосуда отчетливо видно в узких трубках, где искривляется вся свободная поверхность жидкости. В трубке с круглым сечением эта поверхность представляет собой часть поверхности сферы и называется мениском(от греческого “менискос” – лунный серп). У смачивающей жидкости образуется вогнутый мениск (а); у не смачивающей – выпуклый (б).

Так как площадь поверхности мениска больше, чем площадь внутреннего сечения трубки, то под действием молекулярных сил искривленная поверхность жидкости стремится выпрямиться и этим создает дополнительное давление , которое при смачивании (вогнутый мениск) направлено от жидкости, а при несмачивании (выпуклый мениск) – внутрь жидкости. Это давление было определено французским ученым П. Лапласом, поэтому его часто называют лапласовским давлением.

Для сферической формы свободной поверхности жидкости с радиусом R это давление выражается формулой: .

Капиллярные явления в быту, природе, технике

Явления, обусловленные втягиванием смачивающих жидкостей в капилляры или выталкиванием несмачивающих жидкостей из капилляров, называются капиллярными явлениями. Капиллярные явления играют большую роль в природе и технике. Множество мельчайших капилляров имеется в растениях. В деревьях по капиллярам влага из почвы поднимается до вершин деревьев и через листья испаряется в атмосферу.

В технике капиллярные явления имеют огромное значение, например в процессе сушке капиллярно-пористых тел. Большое значение капиллярные явления имеют в строительном деле. Например, чтобы кирпичная стена не сырела, между фундаментом дома и стеной делают прокладку из вещества, в котором нету капилляров.

Вопрос №40 Характеристика твердого состояния вещества. Кристаллы. Анизотропия кристаллов. Пространственная решетка

Обычно вещество называют твердым, если оно сохраняет свою форму и объем, но это внешние признаки. Например, аморфные вещества являются твердыми, хотя по внутреннему строению они являются жидкостями. Изучение внутреннего строения кристаллов с помощью рентгеновского излучение позволило установить, что частицы в кристаллах (молекулы, атомы и ионы) имеют правильное расположение, т.е. образуют кристаллическую решетку. Точки в кристаллической решетке, соответствующе наиболее устойчивому положению равновесия частиц твердого тела, называются узлами решетки.

В физике, под твердыми телами подразумевают только такие вещества, у которых имеется кристаллическое строение. Иначе говоря, у твердого тела обязательно должен быть правильный порядок в расположении его частиц.

Правильное расположение частиц в решетке кристаллов является причиной анизотропии кристаллов, которая заключается в зависимости каких-либо свойств кристаллов от направления. Анизотропией обладают только монокристаллы. Большинства твердых веществ имеют поликристаллическое строение, то есть из множества очень мелких кристаллов.

Монокристалл – отдельный однородный кристалл, имеющий непрерывную кристаллическую решетку и характеризующийся анизотропией свойств.

Поликристалы – (от греческого “поли” – много), т.е. состоят из множества очень мелких кристалликов, иногда различимых только в микроскоп. Агрегат мелких кристаллов какого-либо вещества, иногда называемых из-за неправильной формы кристаллами или кристаллическими зёрнами.

Аморфные тела изотропны, так как у них нет пространственной решетки.

Любые отступления от идеального порядка в кристалле называют дефектами пространственной решетки. Одним из важнейших дефектов решетки является нарушение правильного расположения частиц кристалла в каждый момент времени, обусловленное тепловым движение этих частиц.

Еще одним важным дефектом является нарушение в строении самой решетки, называемое дислокацией.