Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

прилипания окажутся меньше сил сцепления молекул жидкости и капля не растечется в плен­ку, полного смачивания не будет. Капля оста­нется сидеть на пластинке, образуя с ней крае­вой угол; чем он больше, тем хуже смачивание. Если краевой угол тупой, как например у рту­ти на стекле или у воды на парафине, капля свободно бегает по пластинке, не оставляя на ней следа. Поверхность, образующую тупой краевой угол с каплей воды, называют гид­рофобной (в переводе с греческого — нена­видящий воду) или водоотталкивающей. Строго говоря, это неправильно, так как сама вода не отталкивается, а притягивается к любым поверхностям, но силы прилипания к гидро­фобным поверхностям так малы, что не могут преодолеть силы сцепления между молекулами воды в капле.

Чем больше поверхностное натяжение жид­кости на границе с ее паром, тем хуже она сма­чивает твердую поверхность. Углеводородные жидкости — нефть и минеральные масла s=20—30 смачивают все сухие твердые поверхности, вода (s=73) не смачивает жир­ные (гидрофобные) поверхности, а ртуть (s=480) не смачивает все обычные поверхности.

Чем сильнее молекулярное взаимодействие жидкости с каким-либо телом, чем она сильнее прилипает к нему, тем лучше она его и смачи­вает. Оттого-то ртуть и другие жидкие (рас­плавленные) металлы прекрасно смачивают ме­талл, очищенный от окисла, но не смачивают ни стекло, ни поверхность твердых металлов, покрытую на воздухе окисленной пленкой. Этим свойством широко пользуются при паянии и лужении; перед тем как сварить или спаять металлы, их очищают от окислов. В отличие от гидрофобных гидрофильные поверх­ности (по-гречески — любящие воду) хорошо смачиваются водой. С поверхностями кварца и силикатных стекол вода вступает даже в хи­мическое соединение, образуя слои гидрата двуокиси кремния — кремневой кислоты.

Сами по себе, или, как говорят, самопроиз­вольно, происходят те процессы, при которых уменьшается свободная энергия. Именно по­этому самопроизвольно, под действием молеку­лярных сил, капля жидкости принимает форму шара: поверхность ее становится наименьшей при постоянном объеме. Это легко заметить, наблюдая за маленькими каплями воды на несма­чиваемой поверхности парафина или за каплями ртути на стекле. У крупных капель форма шара искажается силой тяжести, но если большую каплю масла поместить в не смешивающуюся с ним жидкость равной плотности, например в смесь воды со спиртом, она по закону Архимеда станет невесомой, тогда капля примет форму ша­ра (рис. 1). Это и есть собственная форма жидких тел; она легко возникает, но так же легко иска­жается под действием внешних сил.

Соприкасаясь, капельки сливаются в одну большую каплю, что тоже вызвано уменьше­нием свободной поверхностной энергии — уменьшением поверхности при постоянстве объема. Число молекул-пограничников при этом всегда уменьшается; они возвращаются в объем жидкости.

АДСОРБЦИЯ

Поверхностный слой может улавливать из окружающей среды такие молекулы, которые способны «насытить» свободные силы сцепления молекул-пограничников. Эти силы связывают молекулы слоя с уловленными молекулами. При этом поверхностная энергия уменьшается без изменения поверхности. Такой процесс называется адсорбцией, а вещества, молекулы которых связываются с поверхно­стью,— поверхностно-активными веществами.

Адсорбцию используют для очистки газов и жидкостей от примесей и вредных веществ, для извлечения из растворов ценных продук-

Как выдувать мыльные пузыри?

Растворите в 100 г теплой дистил­лированной или долго кипевшей воды 2 г тонко наструганного сухого дет­ского мыла и 10 г чистого глицерина. После охлаждения к раствору добавь­те понемногу крепкого нашатырного спирта, пока раствор не станет про­зрачным и не будет сильно пахнуть аммиаком. Затем небольшую стеклянную вороночку, к которой присое­динена резиновая трубочка, погрузите раструбом в мыльный раствор.

Круп­ные пузыри хорошо выдувать на блюд­це с раствором, смочив им края блюд­ца. Выдувая пузырь, понаблюдайте, как с уменьшением толщины пленки на ней играют все более и более яркие интерференционные цвета.

414