Поверхневий натяг води - вся справа в кордоні
Кап, кап ... Ось чергова крапля зібралася на носику крана, набухла і зірвалася вниз. Подібна картина знайома кожному. Або теплий літній дощик поливає скучили по волозі землю - і знову краплі. А чому саме краплі? У чому тут причина? Все дуже просто: причиною цього є поверхневий натяг води.
Це одна з властивостей води або, якщо говорити в загальному, всіх рідин. Як відомо, газ заповнює весь обсяг, в який потрапляє, а ось рідина цього зробити не може. Молекули, що знаходяться всередині обсягу води, оточені такими ж молекулами з усіх боків. А ось що знаходяться на поверхні, на кордоні рідини і газу, відчувають вплив не з усіх боків, а тільки з боку тих молекул, які розташовані всередині обсягу, з боку газу на них впливу немає.
При цьому на поверхні рідини буде діяти сила, спрямована уздовж неї перпендикулярно до тієї ділянки поверхні, на який вона діє. В результаті дії цієї сили і виникає поверхневий натяг води. Зовнішнім його проявом буде утворення подібності невидимою, пружною плівки на межі поділу. Внаслідок впливу поверхневого натягу крапля води прийме форму сфери як тіла, що має найменшу площу при заданому обсязі.
Тепер можна визначити, що поверхневий натяг - це робота зі зміни поверхні рідини. З іншого боку його можна визначити як енергію, необхідну для розриву одиниці поверхні. Поверхневий натяг можливо на кордоні рідини і газу. Воно визначається силою, що діє між молекулами, і значить, відповідальної за летючість (випаровуваність). Чим менше величина поверхневого натягу, тим більше летючої буде рідина.
Можна визначити, чому дорівнює поверхневий натяг. Формула для його обчислення включає в себе площу поверхні і коефіцієнт поверхневого натягу. Як уже згадувалося раніше, коефіцієнт не залежить від форми і величини поверхні, а визначається силою міжмолекулярної взаємодії, тобто типом рідини. Для різних рідин його величина буде різною.
Поверхневий натяг води можна змінювати. Це досягається нагріванням, додаванням біологічно активних речовин - таких, як мило, порошок, паста. Його величина залежить від ступеня чистоти води. Чим чистіше вода, тим величина поверхневого натягу більше, і вона за своїм значенням поступається тільки ртуті.
Цікавий ефект спостерігається, коли рідина стикається і з твердою речовиною, і з газом. Якщо ми нанесемо краплю води на поверхню парафіну, то вона прийме форму кульки. Це викликано тим, що сили, що діють між парафіянами і краплею, менше, ніж взаємодія між собою молекул води, в результаті чого і з`являється кульку. Коли сили, що діють між поверхнею і краплею, будуть більше, ніж сили міжмолекулярної взаємодії, то вода рівномірно розтечеться по поверхні. Це явище називається змочуванням.
Ефект смачиваемости в якійсь мірі може характеризувати ступінь чистоти поверхні. На чистій поверхні крапля розтікається рівномірно, а якщо поверхня забруднена або покрита речовиною, що не змочуваним водою, то остання збирається в кульки.
Як приклад використання поверхневого натягу в промисловості можна привести виливок сферичних деталей, наприклад, дробу для рушниць. Краплі розплавленого металу просто застигають на льоту, приймаючи кулясту форму.
Поверхневий натяг води, як і будь-який інший рідини, є одним з важливих її параметрів. Воно визначає деякі характеристики рідини - такі, як летючість (випаровуваність) і змочуваність. Його значення залежить тільки від параметрів міжмолекулярної взаємодії.
