Поверхностное натяжение и поверхностная энергия

Жидкость всегда стремится принять такую форму, при которой ее по

верхность при данном объе­ме будет наименьшей. Этому ус­ловию отвечает

шар.

Поверхностный слой жидко­сти по физико-химическим свой­ствам отличается от ее внутрен­них слоев. На каждую молекулу внутри жидкости равномерно действуют силы притяжения со стороны окружающих молекул, поэтому силовое поле каждой молекулы внутри жидкости симметрично насыщено (рис.5.1). Равнодействующая всех сил при­тяжения равна

Рис. 5.1

нулю. Иначе об­стоит дело с молекулами, кото­рые находятся в поверхностном слое жидкости. На них действуют силы притяжения только со стороны молекул, находящихся в ниж­ней полусфере. Силы, действующие вне жидкости, ничтожны и ими можно пренебречь. В результате этого равнодействующие молеку­лярных сил уже не равны нулю и направлены вниз. Поверхностные молекулы жидкости находятся под действием сил, стремящихся втянуть их внутрь жидкости. По этой причине поверхность любой жидкости стремится к сокращению.

Наличие у поверхностных молекул жидкости ненасыщенных, неиспользованных сил сцепления является источником избыточной поверхностной энергии, которая также стремится к уменьшению. На поверхности жидкости образуется как бы пленка, которая об­ладает поверхностным натяжением.

Для того чтобы увеличить поверхность жидкости, необходимо преодолеть силы ее поверхностного натяжения, т. е. затратить не­которое количество работы. Работа, необходимая для увеличения поверхности жидкости на 1 м², служит мерой поверхностной энер­гии и называется коэффициентом поверхностного натяжения или просто поверхностным натяжением. Поверхностное натяжение можно рассматривать не только как работу, отнесенную к едини­це поверхности, но и как силу, которая действует на