капиллярная сила иначе капиллярные явления (англ. capillary force) — сила, обусловленная капиллярными явлениями. К капиллярным явлениям относятся поверхностные явления на границе жидкости с другой средой, связанные с искривлением ее поверхности.

Описание

Искривление поверхности жидкости на границе с газовой фазой происходит в результате действия поверхностного натяжения жидкости, которое стремится сократить поверхность раздела и придать ограниченному объему жидкости форму с наименьшим потенциалом сил поверхностного натяжения. Силы поверхностного натяжения создают под поверхностью раздела фаз дополнительное давление (капиллярное давление), величина которого определяется формулой Лапласа:

,

где  — поверхностное натяжение, а  — средний радиус кривизны поверхности.

В случае достаточно больших масс жидкости действие поверхностного натяжения компенсируется силой тяжести, поэтому капиллярные явления проявляются прежде всего в случае нахождения жидкости в узких каналах (капиллярах) и пористых средах.

В узком канале граница раздела жидкости с газом принимает искривленную форму (мениск), выпуклую в случае несмачивания жидкостью стенок капилляра и вогнутую в случае смачивания. Выпуклый мениск создает под своей поверхностью избыточное давление, вогнутый мениск — отрицательное давление (разрежение). Последнее явление заставляет жидкость затекать в капилляры со смачиваемыми стенками, в том числе против силы тяжести, что играет важную роль во многих биологических процессах. Капиллярные явления в пористых средах отвечают за распространение грунтовых вод, пропитывание жидкостями тканей и других волокнистых материалов (эффект фитиля). При взаимодействии двух шероховатых смоченных поверхностей вблизи локальных пятен контакта возникают мениски жидкости, приводящие к возникновению капиллярной адгезии.

Иллюстрации

Поведение жидкости в стеклянном капилляре.
Поведение жидкости в стеклянном капилляре.

Авторы

  • Горячева Ирина Георгиевна
  • Шпенёв Алексей Геннадьевич

Источники

  1. Capillary action // Wikipedia, the free Encyclopedia. —www.en.wikipedia.org/wiki/Capillary_action (дата обращения: 26.07.2010).
  2. Капиллярные явления // Химическая энциклопедия. Т. 2. — М.: Советская энциклопедия, 1990. С. 310–311.
  3. Капиллярные явления // Большая Советская энциклопедия. 3-е изд., 1969–1978.

Напишите нам