Явление на границах между средами.

Твердые тела, как и жидкие, по тем же причинам обладают поверхностной энергией и натяжением. При этом, если речь идет о границе раздела 2-х сред, следует иметь ввиду, что поверхностная энергия на границе раздела зависит от свойств обоих сред. Другими словами, надо рассматривать суммарную поверхностную энергию α₁₂ двух сред.

Рассмотрим каплю жидкости на поверхности твердого тела. Для равновесия необходимо, чтобы все силы, действующие на элемент контура, рисунку в точке О, уравновесились. Эти силы состоят из сил поверхностного натяжения α_12, α_23, α_13, действующих вдоль границ раздела между средами. Равнодействующая этих сил: α_{12 +} α_{23 +} α₁₃ уравновешена молекулярным силам твердого тела, которая направлена вниз. Поэтому равновесие обеспечивающее равновесие равно нулю суммарной проекции сил на горизонтальном направлении. α₁₃= α₁₂ + α₂₃ à где - краевой угол,

– жидкость смачивает; - полное смачивание.

– жидкость не смачивает; - полное не смачивание.

Задача:

Так поршень проводит тепло и его медленно перемещают, то так же медленно, обе его стороны медленно получают возрастание температуры. Элементарная работа равна = работа при сжатии - работа при расширении, т.е.:

Где p₁ и p₂ – давления в любой момент газа на расширении и стороне сжатия соответственно. Из газового закона: для каждой секции (x - смещение поршня к секции 2)

Таким образом: à

Также, из первого закона термодинамики: Так работа, совершенная газом =

Когда левый конец - n через некоторое время достигнет правого конца:

Проинтегрируем: à à à à Следовательно

Билет №26.

Поверхностное натяжение. Давление под изогнутой поверхностью.

«Стремление» уменьшить свою поверхность проявляется в возникновении сил поверхностного натяжения, касательной к поверхности. Наличие поверхностного натяжения эффективно демонстрируется с помощью мыльных пленок. Для этого берут пров. П обр. каркас с подвешенным перемещаемым цилиндром l. Замкнутый по контуру затягивает пленку, которая сразу же, стремясь уменьшить свою поверхность, начинает поднимать перемышечку. Чтобы этому воспрепятствовать приложим силу F.

Обозначим силу f – единичным поверхностным натяжением, приходящимся на единичный цилиндр контура через α: , Н/м, – поверхностное натяжение. A=2αldx.

Давление под изогнутой поверхностью. Рассмотрим простейший случай, когда поверхность жидкости сферическая. (рис.) Выделим мысленно на этой поверхности с радиусом кривизны R небольшой кружок радиуса r<<R. Этот участок поверхности растяг. силы поверхностного натяжения, направленные почти радиально (в форме зонтика) Благодаря Этим силам в жидкости возникает дополнительное давление ∆ p = f_ед=2πr/πr² или ∆ p=2r/R, f_ед=2r/R

Задачи нет!

Билет №27.