Overflatespenningen er relativt enkel å bestemme eksperimentelt. Det finnes ulike metoder for å bestemme overflatespenning, som er delt inn i statisk, semi-statisk og dynamisk. Statiske metoder er basert på kapillære fenomener knyttet til krumningen av grensesnittet.
Med utseendet av overflatekrumning mellom fasene, endres det indre trykket i kroppen og et ekstra (kapillært) Laplace-trykk oppstår R, som kan øke eller redusere det indre trykkkarakteristikken til en flat overflate. Dette tilleggstrykket kan representeres som resultatet av overflatespenningskrefter rettet mot krumningssenteret vinkelrett på overflaten. Krumning kan være positiv eller negativ (fig. 2.2).
Ris. 2.2. Skjema for dannelse av tilleggstrykk for en overflate med positiv (a) og negativ (b) krumning
En endring i volumet av en væske oppstår som et resultat av en spontan reduksjon i overflateenergien og dens konvertering til mekanisk energi av en endring i kroppens volum. I dette tilfellet, i ligning (2.2) for Helmholtz-energien ved konstanter T, n, q bare to termer må vurderes. dF=-pdV+ods. I likevekt dF = 0, altså pdv=ods. I dette uttrykket p = P- tilleggstrykk (Laplace-trykk), lik trykkforskjellen mellom trykket til et legeme med flate og buede overflater (AR): 
Forholdet kalles overflatens krumning.
For en sfærisk overflate. Erstatter dette uttrykket
inn i ligningen for ytterligere trykk, får vi Laplace-ligningen:
i hvilken G- krumningsradius; - krumning eller spredning (fig. 2.3).
Hvis overflaten har en uregelmessig form, brukes middelkurvaturbegrepet og Laplaces ligning er
hvor Gr / * 2 - de viktigste krumningsradiene.
Ris. 2.3. Kapillær stigning av væske under fukting (a) og ikke-fukting (O) kapillærvegger
For overflatespenning kan Laplace-ligningen skrives om i formen som viser proporsjonaliteten til overflaten
spenningsradius av kapillæren G og trykk R, hvor en gassboble slipper ut fra en kapillær nedsenket i en væske. Det er på denne proporsjonaliteten metoden for eksperimentell bestemmelse av overflatespenningen til Rehbinder er basert.
Rehbinder-metoden måler trykket som en gassboble slipper ut av en kapillær som senkes av en væske. I det øyeblikket boblen hopper, vil det målte trykket være lik kapillærtrykket, til radiusen for overflatekrumning - til radiusen til kapillæren. Det er praktisk talt umulig å måle kapillærradiusen i eksperimentet, derfor utføres relative målinger: trykket bestemmes i en gassboble som hopper gjennom en væske med kjent overflatespenning (denne væsken kalles standard), og deretter press R i en gassboble som hopper gjennom en væske med en bestemt overflatespenning. Destillert vann brukes vanligvis som standardvæske, og bidistillat brukes for nøyaktige målinger.
Forholdet mellom overflatespenningen til en standardvæske og trykket i en boble som hopper gjennom den kalles en konstant
kapillær. Med en kjent verdi for overflatespenning
(t 0 og målte trykk og R for standardvæsken og den undersøkte væsken bestemmes overflatespenningen til sistnevnte av hovedberegningsformelen for denne metoden:
Hvis verdien er kjent med høy nøyaktighet, vil verdien av overflatespenningen til væsken som bestemmes også være nøyaktig. Rehbinder-metoden gir en nøyaktighet ved bestemmelse av overflatespenning opp til 0,01 mJ/m 2 .
Ved bruk av løftemetoden måles høyden på stigningen (eller fallet) av væsken i kapillæren og cc sammenlignes med stigningshøyden til en standardvæske hvis overflatespenning er kjent (fig. 2.4).
Ris. 2.4.
Årsaken til kapillærstigningen er at væsken, som fukter veggene i kapillæren, danner en viss krumning av overflaten, og det resulterende kapillære Laplace-trykket øker væsken i kapillæren inntil vekten av væskesøylen balanserer den virkende kraften. Økningen av væsken i kapillæren observeres når krumningen av væskeoverflaten er negativ. Med en konkav menisk har Laplace-trykket en tendens til å strekke væsken og heve den, en slik kapillærstigning kalles positiv, den er typisk for væsker som fukter veggene i kapillæren (for eksempel i glass-vannsystemet). Omvendt, hvis krumningen av overflaten er positiv (en konveks menisk), har tilleggstrykket en tendens til å komprimere væsken og dens senking i kapillæren observeres, noe som kalles negativ kapillærstigning. Et lignende fenomen er typisk for tilfeller der kapillærveggene ikke blir fuktet av væske (for eksempel i glass-kvikksølvsystemet).
Etter fig. 2.4. fukting påvirker overflategeometrien, og hvis r er krumningsradiusen, så er radiusen til selve kapillæren R knyttet til det av relasjonen
Hvor V- kontaktvinkel for fukting (akutt, forutsatt at veggene i kapillæren fuktes av væske). Det følger av det siste forholdet at
Ved å erstatte denne relasjonen i ligning (2.4), får vi 
Hvis vi tar i betraktning at trykket til væskekolonnen i ligningen pdv=ods relatert til høyden mgh = V(p-p^)gh, du kan få forholdet 
og deretter Jurin-formelen:
Hvor h- høyden på stigningen av væsken i kapillæren; R er tettheten til væsken; ps er tettheten til dens mettede damp; g- tyngdeakselerasjon.
Forutsatt at tettheten av væsken R og dens mettede damptetthet ps uforlignelig (R » s s) for overflatespenning, kan vi skrive
I en mer forenklet formel antas det også at karets vegger er fullstendig fuktet av væske (cos. V = 1):
^ _ 2(7
gR(p-Ps)"
Ved praktisk bruk av metoden utføres beregningen av overflatespenning i henhold til formelen
hvor og h- høyden på stigningen i kapillæren til standard- og testvæskene; p^u s- deres tetthet.
Denne metoden kan brukes som en eksakt en gitt cos i - konst, bedre V= 0°, som er akseptabelt for mange væsker uten tilleggsbetingelser. I forsøket er det nødvendig å bruke tynne kapillærer som er godt fuktet av væske. Kapillærstigningsmetoden kan også gi høy nøyaktighet ved bestemmelse av overflatespenning, opptil 0,01-0,1 mJ/m
La væsken være i ethvert kar. Hvis avstandene mellom overflatene som avgrenser væsken er sammenlignbare med krumningsradiusen til væskeoverflaten, kalles slike kar kapillærer . Fenomenene som oppstår i kapillærene kalles kapillære fenomener . Kapillærene er kapillær stigning væsker og kapillær adhesjon mellom fuktede overflater.
De enkleste og mest brukte kapillærene er sylindriske kapillærer (fig. 10.10). Væskeoverflaten i slike kapillærer er sfærisk. La r være krumningsradiusen til væskeoverflaten, R radiusen til kapillæren, θ kontaktvinkelen. Ved delvis fukting vil væsken stige gjennom kapillæren under påvirkning av Laplace-trykket til den kompenseres av væskens hydrauliske trykk:
Der ρ er tettheten til væsken, g er tyngdeakselerasjonen, h er høyden på kapillærstigningen. Væskeoverflatens krumningsradius uttrykkes beleilig i form av radiusen til kapillæren, som lett kan måles: . Ved å erstatte Laplace-trykket med et sfærisk overflateuttrykk (10-12), får vi:
Ved fullstendig fukting θ \u003d 0 o, cos θ \u003d 1, r = R og formelen for høyden på kapillærstigningen er:
Med fullstendig fukting θ=180 o, cos θ = - 1, og høyden på kapillærstigningen vil være negativ, det vil si at overflaten av væsken vil falle med en mengde h(Fig. 10.11).
Det er interessant å merke seg at i kommuniserende kapillærer er høyden på væskenivået ikke den samme. Den største kapillærstigningen er observert i den smaleste kapillæren, og den minste - i den bredeste kapillæren (fig. 10.12).
for fullstendig fukting. Kapillærfenomener observeres når vannet stiger til jordoverflaten, ved bruk av tøypapir, en fille, når parafin stiger opp i veker, etc.
Med en økning i temperaturen synker overflatespenningskoeffisienten til væsker, og ved en kritisk temperatur er den lik null. Overflatespenningskoeffisienten til væsker avhenger også av væskens tetthet og molare masse. Dessuten uttrykkes avhengighet av temperatur jo sterkere, jo større er væskens tetthet og jo lavere molare masse. For å bestemme overflatespenningskoeffisienten kan du bruke den semi-empiriske formelen:
Her er B en konstant koeffisient, nesten lik for alle væsker, Tc er den kritiske temperaturen, ρ er tettheten til væsken, μ er dens molare masse, τ er en liten temperaturdimensjon. Formel (10-14) kan ikke brukes nær den kritiske temperaturen. Overflatespenningskoeffisienten til vandige løsninger avhenger av typen oppløst stoff. Noen stoffer, for eksempel, som alkohol, såpe, vaskepulver, oppløst i vann, med en tetthet lavere enn vann, fører til en reduksjon i overflatespenningskoeffisienten og kalles overflateaktive midler . Overflateaktive midler brukes som fuktemidler, flotasjonsreagenser, skummende midler, hardhetsdispergeringsmidler, myknere, krystalliseringsmodifiserende midler, etc. En økning i konsentrasjonen av slike stoffer fører til en reduksjon i overflatespenningskoeffisienten. Andre stoffer oppløst i vann, som sukker, salt, fører til en økning i tettheten til løsningen og øker overflatespenningskoeffisienten. En økning i konsentrasjonen av slike stoffer fører til en økning i overflatespenningskoeffisienten. For den eksperimentelle bestemmelsen av benyttes flere målemetoder: Rehbinder-metoden, kapillærbølgemetoden, dråpe- og boblemetoden, etc.
Vi har sett at overflaten til en væske som helles inn i et kar har en viss krumning nær grensen mellom væsken og den faste veggen i karet, dvs. hvor interaksjonskreftene mellom molekylene i væsken og det faste legeme spiller en betydelig rolle. rolle. I resten av sin del er overflaten flat, siden tyngdekraften her undertrykker de molekylære kreftene i samhandlingen. Men hvis det totale overflatearealet er lite, for eksempel når væsken er i et smalt kar, strekker påvirkningen av veggene seg til hele overflaten av væsken, og det viser seg å være buet over hele lengden (et kar kan anses som smal når dimensjonene er sammenlignbare med krumningsradiusen til væskeoverflaten i kontakt med karveggene).
Hvis dimensjonene til karet der væsken er plassert, eller mer generelt, hvis avstanden mellom overflatene som binder væsken, er sammenlignbare med krumningsradiusen til væskeoverflaten, kalles slike kar kapillær (hårete) . Fenomenene som oppstår i slike kar kalles kapillærfenomener.
La oss vurdere noen av de mest karakteristiske fenomenene knyttet til kapillaritet.
Siden kapillærkar primært er preget av krumningen av overflaten av væsken i dem, er det naturlig at effekten av tilleggstrykket forårsaket av krumningen av overflaten (Laplace-trykket) er mest uttalt her. Den umiddelbare konsekvensen av dette tilleggstrykket er den såkalte kapillærstigningen.
På fig. 121 viser et smalt rør senket ned i et bredt kar med væske. La veggene i røret bli fuktet av væske. Da danner væsken som har trengt inn i røret en konkav menisk. La røret være så smalt at dets radius er sammenlignbar med meniskens radius.
På grunn av trykket forårsaket av krumningen av overflaten, opplever væsken som fyller røret trykk rettet mot midten av krumningen til menisken, dvs. oppover, og lik hvor radiusen til menisken og a er koeffisienten for overflatespenning av væsken. Under påvirkning av dette trykket stiger væsken gjennom røret til et nivå der det hydrostatiske trykket i væskekolonnen med høyde balanserer trykket. Likevektstilstanden vil derfor være likheten
hvor er tettheten til væsken, akselerasjonen på grunn av tyngdekraften. Denne likheten bestemmer høyden på stigningen av væsken i kapillæren.
Det er ikke vanskelig å etablere en sammenheng mellom stigningshøyden og rørets radius. La oss se på fig. 122, hvor menisken og kapillæren er vist i stor skala. Sentrum av kulen, som menisken er en del av, er ved punkt O. Kontaktvinkelen til væsken i kontakt med veggene i kapillæren er 0: Det følger direkte av tegningen at Derfor vil likheten skrives om. i form: , hvorfra
Spesielt for en væske som fukter veggene i kapillæren fullstendig, og som vi derfor har:
Som forventet øker høyden på væskestigningen i kapillæren (kapillærstigning) med en reduksjon i kapillærradius og med en økning i væskens overflatespenningskoeffisient.
Hvis væsken ikke fukter kapillæren, vil bildet bli snudd, siden menisken nå er konveks, og krumningssenteret ikke er utenfor, men inne i væsken, og Laplace-trykket vil bli rettet nedover. Væskenivået i kapillæren vil nå være lavere enn nivået i karet som kapillæren senkes ned i (negativ kapillærstigning).
Nivåforskjellen i dette tilfellet bestemmes av ligning (101.1) eller (101.2).
Kapillærstigning forklarer en rekke kjente fenomener: absorpsjon av væske av filterpapir, som er laget slik at det har trange kronglete porer; overføring av parafin langs veken, hvis fibre også er tynne kapillærer osv. Kapillærkrefter sørger også for vannstigning fra jorda langs trestammer: trefibre spiller rollen som svært tynne kapillærer.
Kapillær stigning kan selvfølgelig observeres ikke bare i sylindriske kapillærer. Væsken stiger opp og mellom to plater adskilt av en smal spalte (fig. 123). Hvis platene er parallelle med hverandre, har menisken en sylindrisk form. Høyden på kapillærstigningen i dette tilfellet bestemmes av formelen
hvor er avstanden mellom platene. Formel (101.3) oppnås på nøyaktig samme måte som (101.1). Det er bare nødvendig å ta i betraktning at under en sylindrisk overflate opplever væsken et trykk som er lik der meniskens radius (se fig. 123), relatert til avstanden mellom platene ved det åpenbare forholdet:
Formel (101.3) er illustrert ved følgende enkle demonstrasjonseksperiment (fig. 124). To nøye vaskede glassplater settes i vinkel mot hverandre slik at det dannes en kile, og legges i vann. Vannfukting rent glass stiger, men høyden på stigningen, i samsvar med formelen
(101.3) vil avta etter hvert som avstanden mellom platene øker. Denne avstanden øker med økende avstand x fra kanten av kilen. Hvis - vinkelen mellom platene, så avstanden mellom dem. Derfor endres høyden på væskenivået med x i henhold til formelen
hvor er en konstant karakteristikk for et gitt par "fast-væske" og en gitt vinkel på kilen. Ligning (101.4) er ligningen til en hyperbel. Det er denne formen, som kjent, skjæringslinjen mellom overflaten av væsken og platene har.
At væskenivået i bunnen av kilen ikke blir særlig høyt, skyldes at det er umulig å koble platene ganske tett. Det er alltid et lite gap mellom dem, hvis bredde bestemmer høyden på nivået ved bunnen av kilen, hvor
Væskens overflatelag har spesielle egenskaper. Væskemolekyler i dette laget er i umiddelbar nærhet til en annen fase - gass. Et molekyl som ligger nær væske-gass-grensesnittet har nærmeste naboer på bare den ene siden, så summen av alle kreftene som virker på dette molekylet gir resultanten rettet inn i væsken. Derfor har ethvert flytende molekyl som ligger nær den frie overflaten et overskudd av potensiell energi sammenlignet med molekylene inne.
For å overføre et molekyl fra hoveddelen av væsken til overflaten, må det arbeides. Når overflaten til et visst volum væske øker, øker væskens indre energi. Denne komponenten av den indre energien er proporsjonal med overflaten til væsken og kalles overflateenergien. Verdien av overflateenergien avhenger av kreftene til molekylær interaksjon og antall nærmeste nabomolekyler. For ulike stoffer får overflateenergien ulike verdier. Energien til overflatelaget til en væske er proporsjonal med arealet: E= σ S
Størrelsen på kraften F som virker per lengdeenhet av overflategrensen bestemmer overflatespenningen til væsken: σ = F/ L; σ- væskeoverflatespenningskoeffisient, N/m.
Den enkleste måten å fange opp naturen til overflatespenningskrefter er å observere dannelsen av en dråpe ved en løst lukket kran. Se nøye på hvordan dråpen gradvis vokser, det dannes en innsnevring - halsen og dråpen går av. Overflatelaget av vann oppfører seg som en strukket elastisk film.
Du kan forsiktig plassere synålen på overflaten av vannet. Overflatefilmen vil bøye seg og forhindre at nålen synker.
Av samme grunn kan lette insekter - vannstridere raskt gli over vannoverflaten. Avbøyningen av filmen tillater ikke vann å renne ut, helles forsiktig i en ganske hyppig sikt. Et stoff er den samme sikten dannet av sammenflettede tråder. Overflatespenning gjør det svært vanskelig for vann å trenge gjennom, og derfor blir ikke stoffet vått med en gang. På grunn av overflatespenningskreftene dannes skum.
Endring i overflatespenning
Når en væske kommer i kontakt med et fast stoff, er fenomenetfukting eller ikke fuktende. Hvis vekselvirkningskreftene mellom væskens molekyler og faststoffet er større enn mellom væskens molekyler, så sprer væsken seg over overflaten av faststoffet, dvs. våter og omvendt, hvis interaksjonskreftene mellom molekylene i væsken er større enn mellom molekylene i væsken og det faste stoffet, samler væsken seg i en dråpe og fukter ikke overflaten av væsken.
kapillære fenomener.
I naturen er det ofte kropper som har en porøs struktur (gjennomtrengt med mange små kanaler). Papir, lær, tre, jord og mange byggematerialer har denne strukturen. Vann eller annen væske som faller på en slik fast kropp, kan absorberes i den og stige opp til stor høyde. Slik stiger fuktighet i plantenes stilker, parafin stiger gjennom veken, og stoffet absorberer fuktighet. Slike fenomener kalles kapillærer.
I et smalt sylindrisk rør stiger den fuktende væsken opp på grunn av kreftene til molekylær interaksjon, og får en konkav form. Et ekstra oppovertrykk vises under den konkave overflaten, og derfor er væskenivået i kapillæren høyere enn nivået på den frie overflaten. En ikke-fuktende væske får en konveks overflate. Under den konvekse overflaten av væsken oppstår et omvendt ytterligere nedadrettet trykk, slik at væskenivået med en konveks menisk er lavere enn nivået på den frie overflaten.
Verdien av tilleggstrykket er lik p= 2 σ / R
Væsken i kapillæren stiger til en slik høyde at trykket i væskekolonnen balanserer overtrykket. Væskestigningshøyden i kapillæren er: h = 2 σ / ρgr
Adsorpsjon - et fenomen som ligner på fukting, observeres når de faste og gassformige fasene kommer i kontakt. Hvis interaksjonskreftene mellom molekylene til et fast stoff og gass er store, er kroppen dekket med et lag med gassmolekyler. Porøse stoffer har stor adsorpsjonskapasitet. Egenskapen til aktivert karbon for å adsorbere store mengder gass brukes i gassmasker, i kjemisk industri og i medisin.
Verdien av overflatespenning
Begrepet overflatespenning ble først introdusert av J. Segner (1752). I 1. halvdel av 1800-tallet. på grunnlag av begrepet overflatespenning ble det utviklet en matematisk teori om kapillære fenomener (P. Laplace, S. Poisson, K. Gauss, A.Yu. Davidov). I 2. halvdel av 1800-tallet. J. Gibbs utviklet den termodynamiske teorien om overflatefenomener, der overflatespenning spiller en avgjørende rolle. Blant de aktuelle aktuelle problemene er utviklingen av den molekylære teorien om overflatespenning av forskjellige væsker, inkludert smeltede metaller. Overflatespenningskrefter spiller en betydelig rolle i naturfenomener, biologi, medisin, ulike moderne teknologier, trykking, ingeniørkunst og i kroppens fysiologi. Uten disse kreftene ville vi ikke kunne skrive med blekk. En vanlig penn ville ikke øse blekk fra et blekkhus, men en automatisk penn ville umiddelbart lage en stor flekk og tømme hele reservoaret. Det ville være umulig å såpe hendene: skummet ville ikke dannes. Vannregimet i jorda ville bli forstyrret, noe som ville være katastrofalt for planter. Viktige funksjoner i kroppen vår vil lide. Ytelsene av overflatespenningskrefter er så forskjellige at det ikke en gang er mulig å liste dem alle.
I medisin måles den dynamiske og likevektsoverflatespenningen til venøst blodserum, som kan brukes til å diagnostisere en sykdom og kontrollere behandlingen som utføres. Det er funnet at vann med lav overflatespenning er biologisk mer tilgjengelig. Det går lettere inn i molekylære interaksjoner, da slipper cellene å bruke energi på å overvinne overflatespenningen.
Volumet av utskrift på polymerfilm vokser stadig på grunn av den raske utviklingen av emballasjeindustrien, den høye etterspørselen etter forbruksvarer i fargerik polymeremballasje. En viktig betingelse for kompetent implementering av slike teknologier er den nøyaktige definisjonen av betingelsene for deres bruk i utskriftsprosesser. Ved trykking er det nødvendig å behandle plast før trykking slik at malingen faller på materialet. Årsaken er overflatespenningen til materialet. Resultatet bestemmes av hvordan væsken fukter overflaten av produktet. Fukting anses som optimal når en dråpe væske blir liggende der den ble påført. I andre tilfeller kan væsken rulle til en dråpe, eller omvendt spre seg. Begge tilfeller fører like mye til negative resultater under blekkoverføring.
Noen konklusjoner:
1. En væske kan eller ikke kan fukte et fast stoff.2. Overflatespenningskoeffisienten avhenger av typen væske.
3. Overflatespenningskoeffisient avhenger av temperatur.T σ ↓
4. Høyden på væskestigningen i en kapillær avhenger av dens diameter. d h ↓
5. Kraften til overflatespenningen avhenger av lengden på væskens frie overflate. lF
KAPILLÆRFENOMEN
KAPILLÆRFENOMEN
Phys. fenomener forårsaket av overflatespenning i grensesnittet mellom ikke-blandbare medier. Til K.I. inkluderer vanligvis fenomener i flytende medier forårsaket av krumningen av overflaten deres, som grenser til en annen væske, gass eller sin egen damp.
Overflatens krumning fører til utseendet av tilsetningsstoffer i væsken. kapillærtrykk Ar, hvis verdi er knyttet til jfr. krumning r av overflaten ved Laplace-ligningen:
Bevegelsen av væske i kapillærene kan være forårsaket av forskjellen i kapillærtrykk som følge av ekspansjonen. krumning av væskeoverflaten. Væskestrømmen er rettet mot lavere trykk: for å fukte væsker, mot menisken med en mindre krumningsradius (fig. 2a).
Redusert, i samsvar med Kelvin-ligningen, damptrykk over den fuktende menisken yavl. forårsake kapillær kondensering av væsker i tynne porer.
Negativt kapillærtrykk utøver en sammentrekkende effekt på de væskebegrensende veggene (fig. 2b).
Ris. 2. a - væsker i en kapillær under påvirkning av en forskjell i kapillærtrykk (r1>r2); b - den sammentrekkende effekten av kapillærtrykk (f.eks. i en kapillær med elastiske vegger).
Dette kan føre til mening. volumetrisk deformasjon av svært spredte systemer og porøse legemer - kapillær sammentrekning. Så, for eksempel, fører den pågående veksten av kapillærtrykket under tørking til en betydelig krymping av materialer.
Mange egenskaper ved dispergerte systemer (permeabilitet, styrke, væskeabsorpsjon) betyr. Til en viss grad er forårsaket av K. Ya., siden det i de tynne porene i disse legemer realiseres høye kapillærtrykk.
K. i. ble først oppdaget og studert av Leonardo da Vinci (1561), B. Pascal (1600-tallet) og J. Zhuren (Dzhurin, 1700-tallet) i eksperimenter med kapillærrør. Teori K.I. utviklet i verkene til P. Laplace (1806), T. Young (Young, 1805), J. W. Gibbs (1875) og I. S. Gromeka (1879, 1886).
Physical Encyclopedic Dictionary. - M.: Sovjetisk leksikon. . 1983 .
KAPILLÆRFENOMEN
-
et sett med fenomener forårsaket av virkningen av grenseflateoverflatespenning ved grensesnittet av ikke-blandbare medier; til K. i. inkluderer vanligvis fenomener i væsker forårsaket av krumningen av overflaten deres, som grenser til en annen væske, gass eller egentlig. ferje. K. Ya. er et spesielt tilfelle av overflatefenomener. gravitasjon. Så, for eksempel, når du knuser en væske i en gass (eller en gass i en væske), dannes det sfæriske dråper (bobler). skjemaer. Egenskapene til systemer som inneholder et stort antall dråper eller bobler (emulsjoner, flytende aerosoler, skum) og betingelsene for deres dannelse bestemmes i stor grad av krumningen av overflaten til disse formasjonene, det vil si K. I. Den store rollen til K. I. De spiller også i kjernedannelse under dampkondensasjon, væskekoking og krystallisering. flytende fukting av denne overflaten. Hvis det finner sted, dvs. væsker 1 (fig. 1) samhandler sterkere med overflaten til et fast legeme 3 ,
enn med molekyler av en annen væske (eller gass) 2 ,
da, under påvirkning av forskjellen i kreftene til intermolekylær interaksjon, stiger væsken langs karets vegg og delen av overflaten av væsken ved siden av det faste legeme vil bli buet. Hydrostatisk trykket forårsaket av stigningen i væskenivået er balansert kapillærtrykk - trykkforskjell over og under en buet overflate, hvis verdi er relatert til den lokale krumningen til væskeoverflaten.
der r 1 og r 2 er tetthetene til væske 1 og gass 2, s 12 er grenseflatespenningen, g- gravitasjonsakselerasjon, r er radiusen til den gjennomsnittlige krumningen til meniskoverflaten (1 / r \u003d 1 / R 1 +1 / R 2, der R 1 og R 2 er krumningsradiusene til menisken i to gjensidig vinkelrette snitt fly). For fuktevæske r<0 и h 0 >0. En ikke-fuktende væske danner en konveks menisk, kapillærtrykket under Krim er positivt, noe som fører til at væsken i kapillæren senkes under nivået til væskens frie overflate (h 0<0). Радиус кривизны rсвязан с радиусом капилляра r к соотношением r=-r к /cosq, где q - краевой угол, образуемый поверхностью жидкости со стенками капилляра. а - величину, характеризующую размеры системы L<а, при к-рых становятся существенными К. я.: 
For vann ved en temperatur på 20 ° C, en \u003d 0,38, se kapillærkondensasjons-, fordampnings- og oppløsningsprosesser i nærvær av en buet overflate. For kapillær absorpsjon er en viktig egenskap dens v, bestemt av verdien av kapillærtrykk og viskøs motstand mot væskestrøm i kapillæren. Hastighet v endres med absorpsjonstiden t, og for en vertikal kapillær
Hvor h(t) - posisjon av menisken til tider t(Fig. 1), h - koeffisient. væskeviskositet. Når absorbert i en horisontal kapillær
På v>10 -3 cm/s, bør man ta hensyn til mulig avhengighet av kontaktvinkelen q av v, og i noen tilfeller - den viskøse motstanden til gassen (eller annen væske) fortrengt fra kapillæren Hastigheten av kapillærabsorpsjon spiller en rolle i vanntilførselen til planter, bevegelsen av væske i jordsmonn og andre porøse legemer. Kapillærimpregnering er en av de vanligste kjemiske prosessene. teknologier. svingninger i tykkelsen av tynne lag av væske (stråle, film) - er årsaken til deres ustabilitet i forhold til tilstanden til dråper eller kapillærkondensat. 
For fuktevæsker er væskestrømmen rettet mot menisken med en mindre krumningsradius (dvs. mot lavere trykk). Årsaken til kapillærbevegelse kan ikke bare være krumningsgradienten, men også gradienten til væskens overflatespenning. Temperaturgradienten fører altså til en forskjell i overflatespenning og følgelig til en forskjell i kapillærtrykk i væske (termokapillær strømning). Dette forklarer også væskedråpene og gassboblene i et ujevnt oppvarmet medium: under påvirkning av overflatespenningsgradienten begynner overflaten av boblene eller dråpene å bevege seg. En lignende effekt observeres også når s 12 endres under adsorpsjon overflateaktive midler(SAW): SAW reduserer s 12 og væsken beveger seg i den retningen hvor det overflateaktive stoffet på overflaten av væsken er mindre (Marangoni-Gibbs effekt). Kurvaturen til fasegrensesnittet fører til en endring i verdien av likevektsdamptrykket R over det eller løseligheten til faste stoffer. Så for eksempel over dråper væske R høyere enn metningstrykk. par ps over en flat væskeoverflate ved samme temperatur T. Henholdsvis Med fine partikler i miljøet er høyere enn løseligheten c s flat overflate av samme stoff. Disse endringene er beskrevet Kelvin ligning, hentet fra betingelsen om likhet av kjemikalier. potensialer i tilstøtende faser i tilstanden termodynamisk. likevekt:
Hvor V- molar volum av en væske eller et fast stoff. For sfæriske partikler g i abs. større enn radiusen deres. Nedrykk eller opprykk R Og Med avhenger, i samsvar med (4), av tegnet til r (r>0 for konveks, og r<0 для вогнутых поверхностей). Так, в отличие от рассмотренного выше случая давление пара в пузырьке или над поверхностью вогнутого мениска понижено: p
Ligning (4) bestemmer retningen til materie (fra store verdier R Og Med til mindre) i prosessen med overgang av systemet til tilstanden termodynamisk. balansere. Dette fører spesielt til det faktum at store dråper (eller partikler) vokser på grunn av fordampning (oppløsning) av mindre, og ujevne overflater (under betingelse av konstant grensesnittspenning) jevnes ut på grunn av fordampning (oppløsning) av fremspring og fylling av fordypninger. Betydelige forskjeller i trykk og løselighet finner sted bare ved tilstrekkelig liten r (for vann, for eksempel ved |r|)