Макет страницы
газ Oj1,, поверхностную энергию на границе твердое вещество — газ Di,,, и поверхностную энергию твердой поверхности a2i,. Направление действия сил в сечении на рис. 19 показано стрелками.
Механическое равновесие капли определяется тем, что проекции всех сил, действующих в точке О, на любую ось,
проходящую через эту точку, равны нулю. Взяв наиболее удобную ось AA, получим
0■2.S-(Ti1S-I-O-I12COSe=O, (11.22)
где 0 — угол между направлением силы oliS и поверхностью. Его называют краевым углом смачивания или более кратко краевым углом.
Равенство (11.22) можно преобразовать так
Oi з—C2 я
• ' ~ (11.23)
cos 0 =
01, 2
= fl.
Рис. 20. Мениск ляре
капил-
при краевом угле смачивания О
Формула (11.23) была получена Юнгом в 1804 г. B=cos 8 называют критерием смачивания. Его значение находится в пределах 4-1^5^—1. В случае В>0 считают, что жидкость смачивает поверхность. При В<0 жидкость не смачивает поверхность
Если жидкость не полностью смачивает поверхность, т. е. краевой угол больше нуля и В<.\, то в уравнения для измерения коэффициента поверхностного натяжения необходимо вводить соответствующую поправку. В качестве примера рассмотрим узкий капилляр, краевой угол внутренней поверхности которого равен G (рис. 20). В этом случае радиус мениска жидкости равен R. Из рис. 20 нетрудно убедиться, что радиус мениска жидкости R связан с радиусом капилляра г простым соотношением
R=
COS 6
Таким образом, обобщением уравнения (II.8) является
(11.24)
л 20 а Ap = — cos 0.
г г
