Досаева Б. Т., Койшыбаев Н., Жаугашева С. А
жүктеу/скачать 4.06 Mb.
|
| Беттік керілу күші. Сұйықтың бетінде орналасқан М1 молекула сұйықтың ішінде орналасқан молекулалармен ғана емес, сонымен қатар молекулалық әсер сферасының шегіндегі сұйық бетіндегі молекулалармен де әрекеттеседі (2.25-сурет). М1 молекула үшін сұйықтың бетінің бойымен бағытталған молекулалық күштердің R тең әсерлісі нөлге тең, ал беттің жиегінде орналасқан М2 молекула
үшін ол нөлге тең емес 2.25-суреттен көріп отырғанымыздай, күш еркін беттің шекарасына нормаль және беттің өзіне жанама бойымен бағытталған. Сұйықтың беті бойымен бағытталған молекулалық күштер сұйықтың еркін бетіндегі кез келген тұйық сызыққа нормаль бойымен, осы тұйық сызық қамтитын сұйық беті минималь болатындай бағытта әсер етеді. Бұған мына тәжірибе мысал бола алады. Сымнан жасалған сақинада ұзындығы l жіп байланған (2.26, а-сурет). Егер сақинада сабын қабыршағы болатын болса, онда жіп қабыршақ үстінде қалай болса, солай орналасады, өйткені молекулалық күштер жоғарғы контурмен шектелген беттің ауданын да, төменгі контурмен шектелген беттің ауданын да азайтуға тырысады. Енді қабыршақты жіптің астыңғы жағынан тесейік. Сонда молекулалық күштер жоғарғы контурмен шектелген бетті азайтып, жіп тартылады (2.26 б-сурет). Сұйық молекулаларының өзара әрекеттесуінен пайда болатын, оның еркін бетінің ауданын кемітуді тудыратын және осы бетке жанама бойымен бағытталған Fк күш беттік керілу күші деп аталады. Белдікке әсер ететін Fк беттік керілу күшінің оның l ұзындығына пропорционал болатындығын көрсетейік (2.24, а-сурет). Беттік керілу күштерінің l белдікті 1 қалыптан 2 қалыпқа алып өткенде атқаратын жұмысы (2.76) формуламен өрнектеледі: A=S. Осы кездегі сұйықтың еркін бетінің қорытқы S кемуі 2hl болады, сондықтан A=2hl. Екінші жағынан, А жұмысты күшті жолға көбейтіп те табуға болады ғой. Біздің жағдайымызда қабыршақтың бетінің белдікпен екі жанасу сызығы болатындықтан (2.24, б-сурет), жалпы күш 2Fк және А=2Fкh болады. Сонымен, 2Fкh=2hl, немесе Fк= l. (2.77) Осыдан
(2.77,а) формуладан, беттік керілудің сұйықтың еркін бетінің шекарасының бірлік ұзындығына әсер ететін беттік керілу күшіне тең болатындығы шығады. бірлігінің 1 Дж/м2 екендігін білеміз. Бірақ 1 Дж/м2=1 Нм/м2=1 Н/м. Енді сұйықтың еркін бетінің ауданы минималь болатындай форманы қабылдайтындығы түсінікті: молекулалық қысым күші сұйықтың бетінен молекулаларды сұйықтың ішіне қарай тартып алады да, ал беттік керілу күші еркін беттің ауданын кішірейтеді, яғни осы бетте пайда болған “тесікті” (төменге кеткен молекуланың орнын) жауып қояды. Сонымен, сұйықтың беттік қабаты әрқашанда керілу күйінде болады. Бірақ, бұл күйді созылған серпімді қабыршақтың керілуімен салыстыруға болмайды. Серпімділік күші керіліп тұрған қабыpшақтың ауданы артқан кезде артып отыратын болса, беттік керілу күші сұйықтың бетінің ауданына тәуелсіз болады. Мысалға, 2.24-суреттегі Fк күш 1 және 2 қалыптарда бірдей болады, себебі сұйықтың еркін бетінің бірлік ауданына келетін молекулалар саны бірдей болып қалады. Тәжірибе көрсеткендей, шамасына сұйық бетінің үстіндегі орта мен сұйықтың температурасы әсер етеді екен. Температура артқан кезде оның беттік керілуі төмендеп, ал кризистік температура кезінде нөлге айналады екен (2.27-сурет). Бұл тағы да кризистік күйде сұйықпен оның буының арасындағы ерекшеліктердің жойылатындығын көрсетеді. жүктеу/скачать 4.06 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|