0000079 (4)

0    szybkości mniejszej, tracą część pędu przy zderzeniach na korzyść cząsteczek poruszających się w warstwie wolniejszej. Podobnie jak w cieczy tworzy się spadek prędkości w poprzek ruchu gazu, jego utrzymanie wymaga działania siły równoległej do ruchu gazu.

3.2. Stany powierzchniowe

3.2.1. Energia powierzchniowa. Napięcie powierzchniowe

Na powierzchni ciała istnieją warunki różniące się od tych jakie panują w jego głębi,

1    w związku z tym należy wyróżnić stany powierzchniowe ciał. Stany powierzchniowe istnieją także na granicy dw'óch faz, na przykład ciała stałego i cieczy itp.

Omawiając stan powierzchniowy na granicy cieczy i powietrza, można na ogół pominąć słabe oddziaływanie między cząsteczkami cieczy i gazu. Każda cząsteczka w głębi cieczy oddziałuje siłami spójności z cząsteczkami znajdującymi się w zasięgu jej działania w tzw. sferze działania (ryc. 3.14). Wypadkowa sił działających na cząsteczkę w głębi cieczy jest

Rye. 3.14. Na cząsteczkę przy powierzchni cieczy działają siły skierowane w głąb cieczy.

zerem, cząstka ma pewną swobodę ruchu. Natomiast na cząstki znajdujące się przy powierzchni działa siła wypadkowa, skierowana w głąb cieczy. Wydobycie cząsteczki z głębi cieczy na powierzchnię wymaga wykonania pracy wbrew tym siłom. W związku z tym cząsteczki przy powierzchni cieczy mają większą energię niż w głębi cieczy. Stanowi równowagi odpowiada minimum energii, dlatego ciecze wykazują dążność do przyjmowania powierzchni możliwie najmniejszej w danych warunkach. Jeżeli na ciecz nie działają siły zewnętrzne, przyjmie ona kształt kuli. Kula ma bowiem, spośród innych form geometrycznych, powierzchnię najmniejszą, przy tej samej objętości.

Powiększenie powierzchni swobodnej cieczy o .AS' wymaga wykonania pracy A W. zwiększającej o tę wartość energię powierzchniową cieczy. Przyrost energii powierzchniowej jest proporcjonalny do przyrostu powierzchni, czyli:

AIK=(tAS    3.18

współczynnik proporcjonalności a wyraża liczbowo energię powierzchniową wypadającą na jednostkę powierzchni, jest energią powierzchniową właściwą, nazywa się także współczynnikiem napięcia powierzchniowego lub poprostu napięciem powierzchniowym. Nazwa ta pochodzi z innej interpretacji wzoru 3.18. Stycznie do powierzchni cieczy działają siły, zwane siłami napięcia powierzchniowego, starające się zmniejszyć swobodną powierzchnię cieczy. Chcąc utrzymać stałe pole błony mydlanej, rozpiętej na ramce z drutu (ryc. 3.15), trzeba na ruchome ramię ramki działać siłą F.

86