Змочуваність
ЗМОЧУВАНІСТЬ
Помістимо краплю води на поверхню двох аркушів паперу. Один аркуш буде звичайним, а інший попередньо натремо парафіновою свічкою. Крапля води розміщена на звичайному папері швидко розтечеться. В той же час, крапля води на папері змащеному парафіном набуде кулястої форми і розтікатись не буде.
? - Як пояснити результати даного досліду?
Нагадаємо, що молекули рідини прагнуть переміститись вглиб рідини, зменшивши площу вільної поверхні через те, що молекули рідини практично не притягуються до молекул газу. У випадку контакту рідини і твердого тіла сили притягання між молекулами рідини і молекулами твердого тіла нехтувати неможна. «Поведінка» рідини на поверхні твердого тіла буде переважно залежати від того, що більше: сили взаємного притягання молекули рідини до своїх сусідок в рідині чи до молекул твердого тіла. У випадку краплі на парафіновій поверхні, сили взаємного притягання молекул рідини і твердого тіла менші за сили притягання молекули рідини до своїх сусідок, тому краплина води набуває кулястої форми. У випадку води на звичайному аркуші, сили притягання молекул води до молекул твердого тіла більші за сили міжмолекулярного притягання молекул води і вода розтікається по аркушу.
В першому випадку (вода на парафіновій поверхні) ми будемо говорити про незмочуваність водою парафіну, а у другому (вода і папір) - про змочуваність водою паперу.
Отже, причиною змочування чи незмочування можна вважати різні сили тертя між рідиною та твердим тілом, рідиною та газом. Причиною цього тертя є сили міжмолекулярного притягання. Змочуваність чи незмочуваність поверхні твердого тіла рідиною характеризують краєвим кутом.
Кут між силою тертя рідини об тверде тіло Fр/т і рідини об газ Fр/г через рідину називають крайовим кутом (Q)
Якщо сили притягання молекул рідини до твердого тіла більша ніж сила притягання молекул рідини між собою то поверхня є змочуваною і краєвий кут - гострий (рис 1 а). Якщо сили притягання молекул рідини між собою більші ніж молекул рідини до твердого тіла, то поверхня є незмочуваною даною рідиною і краєвий кут - тупий (рис 1 б).
рис 1 а) Змочувана поверхня |
рис 1 б) Незмочувана поверхня |
З рисунка 4 слідує, що в стані рівноваги рідини на поверхні твердого тіла краєвий кут може бути визначений з умови рівноваги:
де Fр/т - сила тертя рідини об тверде тіло;
Fр/г - сила тертя рідини об газ;
Fт/г - сила тертя твердого тіла об газ.
В проекції на вісь ОХ:
При 
>0: Fт/г> Fр/т - тверде тіло змочується рідиною;
При <0: Fт/г< Fр/т - тверде тіло не змочується рідиною.
В зв'язку з явищем змочування поверхня рідини, поміщеної в посудини, біля стінок посудини може приймати різну форму (рис 2) з різною кривизною поверхні.
рис 2 а) Рідина змочує стінки посудини |
рис 2 б) Рідина не змочує стінки посудини |
