2. Gradul de uscare a apei ....................................................... 5
4. Fenomenul capilarității în viața cotidiană, natură și tehnologie ............. 6
Wetting este un fenomen superficial, constând în interacțiunea unui lichid cu suprafața unui corp solid sau a altui.
Wetting este de două tipuri:
1) Imersiunea (întreaga suprafață a unui solid este în contact cu un lichid)
2) Contact (constă din 3 faze - solide, lichide, gazoase)
Hidrofilie depinde de raportul dintre forțele de adeziune a moleculelor de lichid cu molecule (sau atomi) organisme hidrofile (adeziune) rezistența și aderența reciprocă a moleculelor lichide (coeziune).
Măsurarea gradului de umezire este foarte importantă în multe industrii
(vopsele și lacuri, produse farmaceutice, cosmetice etc.). De exemplu, pe parbrizele autoturismelor se aplică acoperiri speciale, care trebuie să fie rezistente la diferite tipuri de poluare. Compoziția și proprietățile fizice ale stratului de acoperire a ochelarilor și a lentilelor de contact pot fi optimizate prin măsurarea unghiului de contact.
De exemplu, metoda populară de creștere a producției de ulei prin pomparea apei în rezervor se bazează pe faptul că apa umple porii și stoarce uleiul. În cazul porilor mici și a apei curată, acest lucru este departe de caz, deci trebuie să adăugați surfactanți specifici. Evaluarea umectabilității pietrelor cu adăugarea de diferite soluții în compoziție poate fi măsurată prin diverse dispozitive.
La contactarea lichidului cu suprafața solidă sunt două cazuri posibile: umezește lichid solid și nu-l ude. Dacă, de exemplu, picături de mercur plasate pe suprafața de fier pur și sticlă pură, suprafața fierului, se vor întinde și pe o suprafață de sticlă au o formă apropiată de sferică (figura 1.1).
Pentru a determina cauzele acestor fenomene, să luăm în considerare o moleculă separată situată pe suprafața unui lichid și în contact cu un solid înfundat într-un lichid. De exemplu, dacă sfera de acțiune a forțelor moleculare de rază r0 este descrisă în jurul moleculei M (Fig.1.2). Forța Fg a tuturor moleculelor moleculare care intră în sfera acțiunii moleculare este îndreptată de-a lungul bisectricei unghiului drept format de perete și de suprafața lichidului din interiorul lichidului. În plus, forțele moleculare Fm acționează asupra moleculei M din partea solidă. care sunt orientate perpendicular pe suprafața solidului. Rezultatul F al acestor două forțe se găsește prin regula paralelogramului. În funcție de raportul Fg și Fm, rezultatul este îndreptat spre solid (fig.1.2, a) sau lichid (figura 1.2, b).
Dacă forțele de interacțiune dintre moleculele solidului și moleculele lichidului sunt mai mari decât forțele de interacțiune dintre moleculele lichidului, atunci lichidul umezește corpul solid (mercur-fier). Într-un alt caz, lichidul nu umezește solidul (mercur-fier).
Suprafața curbată a lichidului în tuburi cilindrice înguste sau în apropierea pereților vasului este numită meniscus. Suprafața lichidului de umectare în apropierea solidului crește, iar meniscul este concav (Fig.1.3, a). În lichidul nonwetting, suprafața acestuia în apropierea corpului solid este oarecum coborâtă, iar meniscul este convex (figura 1.3, b).
Determinați dacă lichidul este umectat sau necondiționat în raport cu solul, podeaua poate fi realizată la unghiul de margine # 415; (unghiul dintre suprafața solidului și tangenta la suprafața lichidului la punctul M, Fig.1.1 și 1.3).
Pentru un lichid care umezește suprafața unui solid, unghiul de contact # 415; acută (# 415; <π/2); чем лучше смачивание, тем меньше Ɵ. Для полного смачивания Ɵ = 0. Для несмачивающих жидкостей краевой угол изменяется в пределах π/2 <Ɵ <π; при полном не смачивании Ɵ = π.
La lichidul de umectare, meniscul este concav, în non-umectare - convex.
Hidrofilie depinde de raportul dintre forțele de adeziune a moleculelor de lichid cu molecule (sau atomi) organisme hidrofile (adeziune) rezistența și aderența reciprocă a moleculelor lichide (coeziune).
Gradul de umezire este caracterizat prin unghiul de umectare. Unghiul de umectare (sau unghiul de contact) este unghiul format de planele tangente la suprafețele interfacial de limitare a fluidului de umectare, iar vârful unghiului se află la secțiunea linia trei faze. Se măsoară prin metoda drop-drop. În pulberi nu a fost încă dezvoltat metoda sigura oferind un grad ridicat de reproductibilitate. Se propune o metodă de ponderare pentru determinarea gradului de umezire, dar nu a fost încă standardizată.
Măsurarea gradului de umezire este foarte importantă în multe industrii (vopsele și lacuri, produse farmaceutice, cosmetice etc.). De exemplu, pe parbrizele autoturismelor se aplică acoperiri speciale, care trebuie să fie rezistente la diferite tipuri de poluare. Compoziția și proprietățile fizice ale stratului de acoperire a ochelarilor și a lentilelor de contact pot fi optimizate prin măsurarea unghiului de contact.
De exemplu, metoda populară de creștere a producției de ulei prin pomparea apei în rezervor se bazează pe faptul că apa umple porii și stoarce uleiul. În cazul porilor mici și a apei curată, acest lucru este departe de caz, deci trebuie să adăugați surfactanți specifici. Evaluarea umectabilității pietrelor cu adăugarea de diferite soluții în compoziție poate fi măsurată prin diverse dispozitive.
Această proprietate este foarte clar manifestată în capacitatea apei de a „lipi“ la mulți subiecți, care este de a le umezi. Studiind acest fenomen se constată că toate materialele care sunt ușor umezite cu apă (argilă, nisip, sticlă, hârtie, etc.) sunt cu siguranță încorporează atomi de oxigen. Pentru a explica natura acestui fapt dovedit cheie de umezire: strat superficial energetic dezechilibrat de molecule de apă sunt capabile să formeze legături de hidrogen suplimentare cu atomii de oxigen „străine“. Datorită tensiunii superficiale și umectabilitate, apa se poate ridica într-un canal vertical îngust la o înălțime mai mare decât cel permis prin gravitație, adică apa are proprietatea de capilaritate.
Capilaritate (din capillaris Latină -. Păr) - un fenomen natural, care constă în capacitatea de a schimba nivelul de lichid în tuburi, canale înguste de orice formă, corpuri poroase. Ridicarea fluidului are loc în cazul umezirii canalelor de fluid, cum ar fi apa din tuburi de sticlă, nisip, sol și așa mai departe. N. Coborârea fluidului are loc în tuburi și canalele care nu udate cu lichid, cum ar fi mercur într-un tub de sticlă. Pe baza capilarului bazate viața animalelor și plantelor, tehnologia chimică, efecte de uz casnic (de exemplu, creșterea fitilului de kerosen într-o lampă cu ulei, toweling mână). sol capilaritate determinat de rata la care apa se ridică în sol, în funcție de mărimea golurilor dintre particulele de sol. Capilarele se numesc tuburi subțiri, precum și cele mai subțiri de sânge din corpul oamenilor și al altor animale.
curbura meniscului lichid este deosebit de bine observate in tuburi subtiri, numite capilare. Dacă într-un vas cu un capilar inferior lichid, pereții căruia sunt udate de lichid, lichidul este ridicat prin capilar la o anumită înălțime h (figura 1.4). acest lucru se datorează faptului că curbura suprafeței lichidului determină o presiune moleculară suplimentară. În cazul în care suprafața este convexă și are o formă sferică, presiunea suplimentară va fi
unde r este raza de curbură a suprafeței.
Presiunea P este adăugată algebric la presiunea atmosferică. În cazul unui menisc convex (r> 0), presiunea totală este mai mare decât presiunea atmosferică și lichidul coboară prin capilar. Dacă meniscul este concav (r <0), суммарное давление меньше атмосферного и жидкость поднимается по капилляру. Жидкость поднимается (или опускается) до тех пор, пока гидростатическое давление р = ρqh столба жидкости высотой h не компенсирует добавочное (лапласовское) давление рл. (Лаплас установил зависимость этого давления от формы мениска.) В этом случае
unde # 961; Este densitatea lichidului; g - accelerarea gravitației. Din (2.1) putem determina
Fenomenul capilarității în viața de zi cu zi, natura și tehnologia
Fenomenul capilarității în viața de zi cu zi joacă un rol imens în cele mai diverse procese care apar în natură. De exemplu, penetrarea umidității din sol în plante, în tulpini și frunze se datorează capilarității. Celulele plantei formează canale capilare, iar cu cât raza capilarului este mai mică, cu atât crește fluidul peste ea. Procesul de circulație este, de asemenea, asociat cu capilaritatea. Vasele sanguine sunt capilare.
Este deosebit de importantă capilaritatea solului. Prin cele mai mici vase, umiditatea din adâncimi este amestecată cu suprafața solului. Dacă doriți să reduceți evaporarea umidității, atunci solul este slăbit, distrugând capilarele. În scopul creșterii fluxului de umiditate din sol, solul este rulat, crescând numărul de canale capilare. În tehnica fenomenelor capilare sunt de o mare importanță în procesul de uscare, în construcții.