0000080 (4)

Wymaga tego zrównoważenie wypadkowej sił napięć powierzchniowych, zaczepionych wzdłuż ramienia o długości L — 21 (21, ponieważ siły działają po obu stronach błony). Zwiększenie pola błony o AS — L ■ Ax wymaga wykonania pracy A W = F ■ Ax, stąd napięcie powierzchniowe:

A W    F • Ax

^a~~AŚ~~ L ■ Ax

a =

F_ L ’

r i ^{J N}

[ff] = —o = -

nr m

3.19

Napięcie powierzchniowe wyraża się stosunkiem wypadkowej sił napięcia powierzchniowego do długości odcinka, wzdłuż którego są zaczepione.

----	—
rW^1
c	l >F

Ryc. 3.15. Sita F równoważy wypadkową napięć powierzchniowych.

Zjawiska adhezji. Normalnym kształtem cieczy — można by powiedzieć — jest kształt kuli. Jednak przy działaniu sił zewnętrznych, na przykład grawitacyjnych czy adhezji, kształt cieczy uzależniony jest od warunków (kształtu naczynia, zwilżalności itp.). Siły adhezji, występujące na granicy zetknięcia się cieczy' różnych, cieczy i ciała stałego itp. sprawiają, że na przykład jedna ciecz rozlewa się po powierzchni ciała stałego, zwana zwilżającą, inna tworzy na niej krople — niezwilżającą. Ciecz zwilża ciało stałe, jeżeli jego energia powierzchniowa właściwa jest mniejsza od tejże energii ciała stałego. Ciecz rozprzestrzeniając się po powierzchni ciała stałego zmniejsza jego powierzchnię swobodną, a tym samym energię powierzchniową, jej kosztem zwiększa się powierzchnia swobodna cieczy aż układ znajdzie się w stanie równowagi. Odwrotna sytuacja zaistnieje dla cieczy nie-zwilżającej.

Sytuację na pograniczu cieczy i ciała stałego określa się mię-dzyfazowyin napięciem powierzchniowym. Ilustruje to ryc. 3.16. Wektory przedstawiają siły równe liczbowo napięciom powierzchniowym, jakie istnieją na pograniczu odpowiednich faz. Kierunki wektorów są zgodne z kierunkami działania odpowiednich sił napięć powierzchniowych. Czytelnik zechce sam przeprowadzić analizę ryciny.

Międzyfazowe napięcia powierzchniowe są także odpowiedzialne za zjawisko tworzenia się menisków cieczy', znanych z fizyki elementarnej.

Ryc. 3.16. Zjawiska powierzchniowe na granicy faz: a_u — napięcie powierzchniowe ciecz-powielrze;

TT

cr₁₃— ciało siale-powietrze; — ciało stałe-ciecz. W stanie równowagi: cru = CT₂3-j-oi₂cosa, a < — ,

<Ji3 > c-23 —ciecz zwilżająca, a = 0 — zwilżanie zupełne, a > —, a₁₃ < c₂3 — ciecz niezwilżająca.

87