История развития науки о процессах и аппаратах

Поверхностное натяжение. Всякая молекула, расположенная в глубине жидкости, притягивается соседними молекулами. Силы этого притяжения взаимно уравновешены и поэтому незаметны. Иная картина распределения сил у тех молекул, которые расположены не в глубине, а в поверхностном слое жидкости. Они притягиваются снизу и со всех сторон, но не сверху, так как там находится уже не жидкость, а другая среда. В результате поверхностный слой находится как бы в натянутом состоянии, подобно упругой пленке. Поверхностное натяжение определяется природой жидкости.
Для демонстрации действия поверхностного натяжения проведите следующий опыт. Выпив чай, оставьте на дне чашки немного жидкости с чаинками. Чайной ложкой или спичкой осторожно коснитесь поверхности жидкости. Она тотчас «поползет» вверх, увлекая за собой чаинки. Это — результат действия поверхностного натяжения.
Если две сухие стеклянные пластинки приложить одну к другой, они легко разъединяются. Если же одну из пластинок смочить водой, разъединить их будет значительно труднее. Это тоже результат действия поверхностного натяжения.
Поверхностный слой оказывает давление на всю остальную массу жидкости. Это так называемое молекулярное давление, как оказалось, значительное. Для эфира, например, оно составляет 140, для спирта 240, а для воды 1100. В этом может заключаться одна из причин того, что капельные жидкости практически несжимаемы. Ведь обычное внешнее давление ничтожно по сравнению с тем, которое жидкость уже испытывает от действия своих жё молекул — молекул поверхностного слоя. Вторая причина ее несжимаемости — малые расстояния между молекулами, половина из которых связаны внутренними межмолекулярными связями.
При создании новой поверхности жидкости требуется затрата энергии для преодоления сил внутреннего давления, которая характеризуется коэффициентом поверхностного натяжения а, измеряемым в ньютонах на метр.
Коэффициент поверхностного натяжения численно равен силе, действующей на единицу длины поверхности раздела жидкости и соприкасающейся с ней среды, а также может рассматриваться как работа, требуемая для образования единицы новой (межфазной) поверхности. С увеличением температуры жидкости поверхностное натяжение уменьшается, снижаясь до нуля в критической точке.