Взаимодействие молекул. Смачивание

Взаимодействие молекул. Смачивание

Почему твёрдые тела сохраняют форму, а газы заполняют весь сосуд? Почему вода смачивает стекло, но не смачивает воск? Ответ — во взаимодействии молекул.

Силы взаимодействия молекул

Между молекулами действуют одновременно две силы:

• сила притяжения — пытается сблизить молекулы
• сила отталкивания — препятствует их слиянию

На больших расстояниях (молекулы далеко) эти силы практически не действуют. На расстоянии порядка размеров самих молекул силы притяжения и отталкивания уравновешивают друг друга.

Если молекулы приблизить очень близко — преобладает отталкивание (поэтому твёрдые тела несжимаемы). Если попытаться растянуть — преобладает притяжение (поэтому твёрдые тела сохраняют форму).

Опыт с пластинами

Если прижать друг к другу две свинцовые пластины с тщательно очищенными и отполированными поверхностями, они слипнутся. Чтобы их разъединить, понадобится значительная сила.

Этот опыт доказывает существование сил притяжения между молекулами.

Смачивание

Смачивание — это явление, при котором молекулы жидкости притягиваются к молекулам твёрдого тела сильнее, чем друг к другу.

Смачивание есть, если капля жидкости растекается по поверхности твёрдого тела. Смачивания нет, если капля сохраняет форму (округлую).

Примеры смачивания:

• вода смачивает стекло (капля растекается)
• вода смачивает дерево

Примеры несмачивания:

• вода не смачивает воск, жир, тефлон (капля скатывается)
• ртуть не смачивает стекло

Капиллярные явления

Капилляр — это очень узкая трубка (диаметром около 1 мм или меньше).

Если жидкость смачивает капилляр — она поднимается в нём над уровнем свободной поверхности.

Если жидкость не смачивает капилляр — она опускается в нём ниже уровня.

Примеры:

• подъём воды по тонким волокнам бумаги (промокашка)
• движение крови по тонким сосудам
• подъём воды из почвы к листьям по стволу дерева

Высота подъёма жидкости в капилляре

Чем уже капилляр и чем лучше смачивание, тем выше поднимается жидкость.

Это объясняет, почему по тонким волокнам дерева вода поднимается на десятки метров (к верхушкам высоких деревьев).

Вопросы для самопроверки

1. Какие силы действуют между молекулами?
2. Почему твёрдые тела не распадаются на отдельные молекулы?
3. Что такое смачивание? Приведите примеры смачивания и несмачивания.
4. Что такое капилляр? Приведите примеры капилляров в природе.
5. От чего зависит высота подъёма жидкости в капилляре?